NL8900273A - Op druk te brengen omhulsel, en werkwijze voor de vervaardiging ervan. - Google Patents

Description

t ) 893009/Ke/sn

Op druk te brengen omhulsel, en werkwijze voor de vervaardiging ervan.

De uitvinding heeft betrekking op uit meerdere lagen bestaande omhulsels die inwendig op druk gebracht kunnen worden, en meer in het bijzonder op een verbeterd omhulsel van die soort dat gas bevat en bijzonder geschikt is voor gebruik als 5 dempingsinrichting, bijvoorbeeld als binnenzool of ander onderdeel in schoeisel.

In het verleden zijn aanzienlijke moeilijkheden ondervonden bij het verschaffen van inwendig op druk te brengen meerlaags omhulsels waarbij dit omhulsel een plat draagvlak 10 was of een draagvlak met gelijkmatige omtrek, met de capaciteit om tot betrekkelijk hoge waarden op druk gebracht te worden. Tot nu toe ging veel van de geabsorbeerde, herverdeelde en opgeslagen slag/schokenergie verloren en keerde deze niet in nuttige vorm terug vanwege de eis de eenheid in te kapselen 15 in een visceus-elastisch schuim dat werkte als moderator om het gewenste gelijkmatige of geprofileerde vlak te ontwikkelen.

Het was eenvoudig niet mogelijk een produkt te leveren waarin veel (meer dan 60%) van het lastdragende materiaal van het produkt gas onder druk was. Met het eerstgenoemde produkt 20 kwam minder dan 40% van de slagenergie op de structuur terug op een voordelige, efficiënte en comfortabele manier, terwijl de rest van de energie werd geabsorbeerd en als warmte gedis-sipeerd. Het onderhavige ontwerp is in staat om tot 92% van de anders verloren gaande energie in nuttige vorm terug te 25 geven. Bovendien worden een betere demping en meegevendheid geleverd, waardoor beschadigende slag/schokbelastingen op voeten en benen belangrijk worden verlaagd tot waarden beneden 12 G.

Het nieuwe produkt werd ontwikkeld omdat met de bekende 8900273.

'$ i -2- produkten moeilijkheden werden ondervonden bij het produceren van lichtgewicht structuren met lange levensduur en op hoge druk opgeblazen, voor gebruik in schoeisel en dergelijke, die een hoge mate van veerkracht en meegevendheid bezaten, waarbij 5 de schokenergie bij slagen die wordt geabsorbeerd, herverdeeld en opgeslagen, efficiënt op gelijkmatige manier wordt teruggegeven als nuttige energie, met dezelfde of grotere snelheid dan de snelheid waarmee de uitgeoefende belasting van de inrichtingen wordt verwijderd. Succes van dit nieuwe produkt 10 hing af van het oplossen van meerdere grondproblemen: 1) scheiding (delaminatie) tussen het spanelement (weefsellaag met valdraden) en de gashoudende barrièrelaag, bij onderwerping aan hoge belastingen met cyclische vermoeidheidscondities op de lange termijn, 2) verkreukelen, slijtage en bezwijken door 15 buigvermoeidheid van de valdraden, bezwijken van de valdraden door hydrolytische degradatie, 4) schimmel, bacteriën en hydro-lytische spanningsbreuk van het barrièremateriaal, 5) ontrafelen van de spanningelementen onmiddellijk naast de afgesneden randen van het doek, bij blootstelling aan hoge belastingen 20 en buiging, 6) bezwijken van de barrièrefolie door doorsteken en slijtage, 7) lekkage van het drukgas aan de omtrekslas, veroorzaakt door het insluiten van vezeldraden die uitsteken vanaf de zijkanten van het spandoek, en waardoor de las aan de omtreksbarrière wordt overbrugd zodat zeer kleine lekbanen 25 ontstaan waardoor het drukgas langzaam naar buiten kan lekken.

Naast de bovenstaande problemen was één van de moeilijkere uitdagingen een afgedichte, permanent opgeblazen dempingsin-richting te verschaffen met platte oppervlakken, in tegenstelling tot buisvormige of ronde kamers, en die betrekkelijk dun 30 kon worden gemaakt zodat 100% luchtondersteuning en demping werd bereikt, en die voldoende vermoeidheidsweerstand bezat om bij gebruik miljoenen compressiecycli te weerstaan. In het geval van consumentenartikelen, speciaal schoeisel, is een nuttige levensduur van meerdere jaren essentieel. Verder moet 35 dit produkt gedurende de hele nuttige levensduur ervan zonder noemenswaardige achteruitgang de unieke en gunstige dempings-eigenschappen behouden. Het is duidelijk dat een aanzienlijk verlies of een aanzienlijke toename van druk in een zekere tijdsperiode niet aanvaardbaar is, speciaal bij consumenten- 89 00 273.’ -3- ï ^ produkten. Het is ook wenselijk een opgeblazen produkt te verschaffen dat in staat is betrekkelijk hoge plaatselijke belastingen te weerstaan zonder door te zakken, zoals de belastingen die men typisch bij atletiekactiviteiten ontmoet.

5 Bij hardlopen of andere sportgebeurtenissen bijvoorbeeld, waarbij hardgelopen of gesprongen wordt, zijn er tijdens het afzetten of bij de hielslag aanzienlijke plaatselijke belastingen. Wanneer de dempingsinrichting doorzakt, wordt het hele doel van het dempingskussen gecompromitteerd. Voor de omstan-10 digheden die men het meeste ontmoet kan, om doorzakken te voorkomen het opgeblazen produkt ofwel voldoende dik worden gemaakt of onder hoge druk gezet, of beide. Een andere wenselijke benadering is kleinere kamers te gebruiken die bij lagere druk zijn opgeblazen, en geplaatst onder het lastopnemende opper-15 vlak, zodat er weinig of geen accumulatievolume is waarnaar het gas kan ontsnappen. Het op betrekkelijk hoge druk brengen van de bekende opgeblazen inrichtingen met ronde buisvormige kamers produceerde een ongemakkelijk gevoel, tenzij ingekap-seld met schuim, of gebruikt met een moderatorelement voor 20 oppervlak/contour van ander type.

De belastings/doorbuigingskromme van dit gespannen produkt bereikt volledig nieuwe, unieke en gunstige dempingskarakte-ristieken die met bekende lastdempingsinrichtingen nooit mogelijk waren.

25 De belastings/doorbuigingskarakteristieken van aanvrager's eerdere uitvindingen, Amerikaans octrooischrift 4.183.156, zorgden voor een zeer zachte dempingsondersteuning onder geringe belasting. Met geleidelijk zwaardere belastingen nam dan de ondersteunende kracht toe op lineaire of exponentiële 30 manier. Dit type belastings/doorbuigingskarakteristiek is voor vele toepassingen geschikt. Er zijn echter andere gebruiksmogelijkheden waar het zeer wenselijk is dat de onder druk staande pneumatische dempingsinrichting aanvankelijk een zeer stevige dempingsondersteuning vertoont onder lichte tot matige com-35 pressiebelastingen, een mate van ondersteuning die groter is dan het produkt van het oppervlak van de uitgeoefende belasting maal de inwendige werkdruk. Wanneer dan grotere compressiebe-lastingen worden uitgeoefend verandert de inrichting bij een bepaalde belasting automatisch van de stevige, plaatachtige 6900173.

-4- t dempingsondersteuning en vertoont een zacht, betrekkelijk consistent en geleidelijk toenemend niveau van dempingsondersteu-ning over de volle beschikbare verplaatsing van de opgeblazen inrichting.

5 Dit type gedempte ondersteuning past een aanzienlijk van het bekende afwijkende techniek toe. Er zijn nu nieuwe en zeer nuttige produkten mogelijk die met de bekende techniek onmogelijk waren.

Zo bestaat er een behoefte aan een verbeterd, in wezen 10 permanent onder voordruk staand produkt dat voordelen heeft boven de bekende opgeblazen produkten. Het is ook duidelijk dat er de praktische overwegingen zijn dat men zulke produkten betrekkelijk goedkoop kan vervaardigen, met betrekkelijk groot volume en met een zeer hoge kwaliteit die garandeert dat het 15 produkt vrij zal zijn van lekken en een acceptabele levensduur heeft zelfs wanneer het gebouwd is als permanent en integraal deel van schoeisel. Het is ook van voordeel in staat te zijn een met gas op druk gebracht, lastdragend dempingsorgaan te verschaffen dat in verschillende vormen, dikten en contouren 20 kan worden vervaardigd.

Deze en andere moeilijkheden van de bekende techniek zijn volgens de uitvinding ondervangen. De uitvinding verschaft een met gas op druk gebrachte en opgeblazen structuur die gevormd wordt door een hermetisch afgedichte buitenste afdekkende 25 barrièrelaag die, zoals beschreven zal worden met zekerheid hecht over het hele buitenoppervlak van een dubbelwandige inwendige weefselstructuur. Deze laatste wordt gevormd door een eerste en tweede buitenste weefsellaag die normaal op een bepaalde afstand van elkaar liggen. Valdraden (of beter valgarens) 30 bij voorkeur in de vorm van meerdraads garens die bestaan uit vele afzonderlijke vezels, lopen inwendig tussen de naar elkaar gekeerde oppervlakken van de respectieve weefsellagen. Het gebruik van meerdraads valgarens is uniek bij dit produkt.

De draden van de valgarens vormen middelen om de spanning te 35 beperken en worden verankerd aan de respectieve weefsellagen. Deze valgarens kunnen nominaal loodrecht op de eerste en de tweede weefsellaag worden aangebracht, of in een driehoeks-opstelling. Opgemerkt wordt dat het garen dat de valdraden of bedekkingsmiddelen vormt afzonderlijk en onderscheiden kan 89 00 273.

i ' -5- zijn van het garen van de eerste en de tweede weefsellaag, dat wil zeggen het voor de eerste en de tweede weefsellaag gebruikte garen kan volledig verschillend zijn van het garen van de valdraden, afhankelijk van de toepassing en de gebruiks-5 omgeving. Deze spanningsbeperkende middelen hebben de funktie de algemene platte of vlakke contourvorm van de onder druk staande en opgeblazen structuur te behouden, en de hechting van de buitenafdekking aan de van elkaar afgekeerde of blootliggende buitenoppervlakken van de respectieve weefsellagen 10 voorkomt dat die buitenafdekking wordt afgepeld of wordt afgescheiden van de van elkaar afgekeerde oppervlakken en waardoor een aneurysma wordt gevormd. De valgarens die zich van de ene weefsellaag tot de andere uitstrekken, fungeren in zuivere spanning als de bij voorkeur toegepaste spanningsbeperkings-15 middelen en zijn in voldoende hoeveelheden aanwezig om de structuur in de gewenste vlakke vorm te houden zonder een aanzienlijke weerstand te bieden aan de samendrukking van de twee buitenste lagen naar elkaar. Dit wil zeggen de spanningsbeperkende middelen hebben een zeer geringe compressiesterkte 20 en een zeer aanzienlijke treksterkte en vormen dus geen van belang zijnde compressieondersteuning aan uitwendig uitgeoefende belastingen en vertonen een zeer aanzienlijk vermoeidheids-leven. Het is de onder druk staande gascomponent die 100% van de gedempte ondersteuning levert voor de zeer zware levenslange 25 cyclische compressiebelastingen. Het onder druk staande gas heeft letterlijk een oneindig vermoeidheidsleven. Zo wordt, door op deze manier de componenten van de inrichting die een compressie en de spanningsbelasting dragen te scheiden, een uniek en gunstig resultaat bereikt. Het resulterende produkt 30 heeft een vermoeidheidsleven dat vele malen groter is dan anders mogelijk is. Het gebied tussen de naar elkaar gekeerde oppervlakken van de weefsellagen is van een voldoende openheid om beweging van het onder druk staande gas door de hele druk-kamer toe te laten.

35 De hermetisch gesloten buitenste barrièrelagen, die zo werken dat ze het gas vasthouden, zijn bij voorkeur opgebouwd uit een half doorlaatbaar samengesteld elastomeer materiaal dat in hoofdzaak ondoordringbaar is voor die gassen die in wezen niet-polair zijn en die bovendien zeer grote moleculaire 8300273.

-6- i i afmetingen kunnen hebben. De buitenste barriërelagen kunnen ook de snelheid van binnen- en buitenwaartse diffusie van ^ en C>2 en andere componentgassen van de omgevingslucht beheersen door middel van de procentuele samenstelling van de kris-5 tallijne component binnen de elastomeercomponent van de bar-rièrelaag. Deze buitenste barrièrelaag zorgt dan ook voor een zeer belangrijke secundaire funktie dat hij in geringe mate doordringbaar is voor sommige andere gassen zoals zuurstof.

Met dit materiaal treedt een selectieve binnenwaartse diffusie 10 van zuurstof op vanuit de omgevingslucht die, door middel van partiële drukken, de neiging heeft de totale druk binnen het reeds op druk staande omhulsel te verhogen. Dit wordt in bijzonderheden bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooi-schriften 4.340.626, 4.183.156, 4.271.606 en 4.219.945'van 15 Rudy c.s.. De aandacht wordt gevestigd op deze octrooischriften voor wat betreft een beschrijving van de barrièrefilm, het drukgas en de fysische verschijnselen die optreden bij diffu-siepompen en de geactiveerde diffusie van gas door de half doorlaatbare barrièrelaag.

20 De structuren volgens de onderhavige uitvinding zijn uniek en geschikt voor gebruik waar ze nodig zijn om een slagbelas-ting te absorberen en te dempen binnen een beperkte ruimte en dan deze anders verloren energie op een nuttige manier terug te geven. Deze structuur heeft nog een voordeel omdat 25 hij een aanzienlijk verlaagde massa heeft in vergelijking met de bekende structuren, zodat wanden of elementen worden geleverd die de druk inperken en die, bij doorbuiging, een laag hysteresisverlies van energie hebben. Gas dat gebracht is op 2 een druk van minstens 0,14 kg per cm en bij voorkeur meer 2 30 dan 1,05 kg per cm funktioneert goed om een uitstekende en comfortabele demping te geven en dan de opgeslagen energie op veerkrachtige, efficiënte langdurige en weldadige manier terug te geven. Wanneer de structuur van de onderhavige uitvinding op druk gebracht wordt tot een niveau van boven 2,8 2 35 tot 3,5 kg per cm geeft de structuur zelfs 92% van de energie van een slag terug.

Wanneer dan ook een gewicht met de vorm, massa en snelheid van een representatieve menselijke voet bij hielslag, van ongeveer 60 cm hoogte valt op een geschikt ontworpen structuur 0900273, I * -7- volgens de uitvinding, die staat op druk tot een niveau van 2 omstreeks 3,55 kg per cm .G (55 psig), zal het gewicht eerst goed gedempt zijn uit de slagkracht, zodat de G krachten op het gewicht zullen liggen in de buurt van 9 tot 12 G. Dan zal 5 bijna alle slagenergie die wordt geabsorbeerd, herverdeeld en opgeslagen in de inrichting tijdens het benedenwaartse com-pressiedeel van de cyclus (d.w.z. ongeveer 92%) zeer efficiënt aan het gewicht worden teruggegeven, zodat dit terugkaatst tot ongeveer 92% van de aanvankelijke valhoogte, dus ongeveer 10 55 cm. Het woord meegevendheid wordt gebruikt om de combinatie aan te duiden van deze twee faktoren, d.w.z. demping en vering. Een produkt dat gelijktijdig een maximale demping vertoont en een maximale nuttige teruggave van energie, of vering, wordt beschouwd als een goede meegevendheid te hebben. Een slechte 15 meegevendheid is uiteraard het tegengestelde.

De uitvinding is op unieke wijze geschikt voor schoeisel en andere soortgelijke dempingstoepassingen waar een hoge stijl en/of maximaal dempingscomfort, ondersteuning en schokbescher-ming bereikt moeten worden met een minimum aan dikte en ruimte, 20 (d.w.z. laag profiel). Dikkere inrichtingen zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.183.156 waren grotendeels slecht geschikt voor dit type toepassing. De heuvels en dalen van het eerdere produkt, gecombineerd met de behoefte aan een type van schuiminkapseling of een moderatorinrichting om een 25 gelijkmatig, comfortabel steunvlak te leveren, deed een produkt ontstaan dat betrekkelijk dik was en log voor dit type toepassing.

Met het platte of geprofileerde vlakke lastdragende oppervlak van de onderhavige uitvinding wordt een geheel nieuwe 50 en unieke mate van 100% zweven verkregen op een verende drager met luchtdemping en een comfort en bescherming die nooit eerder mogelijk waren. De uitvinding doet de behoefte aan schuiminkapseling vervallen. Onder bepaalde omstandigheden kan het echter wenselijk zijn om schuim te gebruiken teneinde de een-55 heid in te bouwen in een tussenzooi, om vocht te absorberen en om verder het werkzame leven van het met gas op druk gebrachte produkt te verlengen. Het gebruik van schuim kan ook de neiging beheersen of ondervangen dat het onderhavige dem-pingsprodukt trekt wanneer het scherp wordt gebogen.

8900273.

ί 1 -8-

Bij de uitvinding betekent de vorming van één of meer aneurysma's dat het produkt bezwijkt. Aneurysma's kunnen zich ofwel ontwikkelen wanneer er delaminatie plaatsvindt van het barrièremateriaal van de buitenste oppervlakken van het dub-5 belwandige weefsel, of door breuk van de valgarens. Valgaren-breuk kan worden veroorzaakt door buigvermoeidheid en/of afslijten van de valgarens, normaal aangeduid als bezwijken door de fibrillatie. Zie figuur 30 voor een illustratie van een elektronenmicroscopisch beeld van typisch bezwijken door 10 fibrillatie van trekvezels van valgaren onder de bal van de voet na omstreeks zes maanden slijtage in atletiekschoenen voor zware prestaties. Zoals later besproken, lost de uitvinding deze problemen op voor de levensduur van het produkt.

Het gebruik van valgarens in een dubbelwandige structuur 15 die werken in spanning om de barrièreoppervlakken in te perken en te vormen, is eerder voorgesteld. Een voorbeeld van het aneurysme dat zich kan ontwikkelen wanneer de valgarens van onvoldoende sterkte zijn of bedoeld worden doorgesneden, wordt geïllustreerd in het Amerikaanse octrooischrift 3.205.106 van 20 Cross. Het produkt funktioneert daar volledig als structurele inrichting; er vindt geen dempingsfunktie plaats; evenmin worden daardoor de problemen opgelost die inherent zijn aan een dempingsprodukt zoals bij de uitvinding. In dat octrooi-schrift worden niet de problemen behandeld die opgelost moeten 25 worden om permanente opblazing te verkrijgen, en evenmin wordt geprobeerd diffusiepompwerking te gebruiken of te beheersen op een bruikbare en unieke manier zoals volgens de onderhavige uitvinding.

Het gebruik van valgarens en draden als structurele orga-30 nen voor compressiedemping of verstijving in dubbelwandige structuren is bijvoorbeeld voorgesteld in het Amerikaanse octrooischrift 3.616,126 van Tungseth en het Amerikaanse octrooischrif t 4.005.532 van Giese c.s.. Deze bekende structuren zijn opgebouwd uit een enkele zware plastic monofilamentstreng 35 (d.w.z. met een diameter van ongeveer 0,07 tot 0,6 mm), geweven in een stijve driedimensionale mat die compressiebelastingen opneemt. Het octrooischrift '126 beschrijft een produkt van dit type dat volledig gebaseerd is op de knikkarakteristieken van plastic monofilamenten van een gekozen diameter in de ge- 89 00 273 <! ί * -9- weven structuur en die in compressie zijn geplaatst om com-pressie-schokbelastingen te absorberen. In dit octrooischrift is er helemaal geen pneumatische ondersteuning.

In het octrooischrift '532 is er evenzo een stijve mat 5 die compressiebelasting opneemt, geweven van een plastic streng van monofilament met een diameter van 0,25 mm om een warmte-isolerend tussenstuk te vormen voor schoeisel, waarin gesteld wordt ”het scheidingsmateriaal" (d.w.z. plastic monofilamen-ten) "zijn van zodanige sterkte dat vervorming wordt voorkomen 10 van de netvormige weefsels naar elkaar bij onderwerping aan het gewicht van de drager van de schoenen." Dit is identiek aan het octrooischrift '126. De uitvoering spreekt ervan dat de mat afgedekt is met een barrièremateriaal en gesloten om een hermetisch afgedichte kamer te vormen. In één vorm kan 15 lucht in de kamer worden achtergelaten om een isolerende ruimte met dode lucht te vormen, terwijl in andere uitvoeringen de lucht uit de kamer verwijderd kan zijn, of vervangen door een gas zoals CO 2 om een lagere warmte-overdrachtscoëfficiënt te bereiken dan de omgevingslucht. Deze structuren zijn zeer slecht 20 schokabsorberende inrichtingen die weinig of niets van de slag-energie teruggeven aan de gebruiker en dus de energie laten dissiperen als inwendige wrijvingswarmte. Proeven van aanvrager openbaren snel bezwijken door vermoeidheid bij deze plastic monofilamenten van grote diameter die compressiebelasting op-25 nemen, waardoor scherpe uitstekende plastic splinters ontstaan die gemakkelijk door de omhullende film steken, leidend tot een verlies van vacuüm of een verlies van het speciale, gering warmtegeleidende gas. De scherpe splinters dringen ook binnen in de huid van de voet en irriteren, leidend tot pijn, ongemak 30 en mogelijk infectie.

Verder is er het Amerikaanse octrooischrift 4.409.271 van Pehr, betrekking hebbend op een lichtgewicht constructie-element. De structuur van Pehr is opgebouwd uit een niet afgewerkt fluweelweefsel met een verticale stapeling tussen de 35 bovenste en de onderste baan. Het weefsel wordt ondoordringbaar voor lucht gemaakt door een laag rubber die wordt gevulcani-seerd en het weefsel wordt verbonden door een naad. Het pro-dukt van Pehr kan worden gevuld met een gas, vloeistof of schuim. Het is niet bestemd om te worden gebruikt als dempende 8300273/ i -10- of schokabsorberende inrichting, zoals bij de uitvinding.

Soortgelijk is het Amerikaanse octrooischrift 2.743.510 van Mauney c.s.. Daar wordt echter weefsel gebruikt dat niet getensileerd is zodat het weefsel, bij blootstelling aan warmte 5 en trekspanning, zal rekken.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.205.106 van Cross beschrijft ook een structuur waarin valkoorden aanwezig zijn.

De valkoorden worden gesplitst om de stijfheid in het produkt te verhogen door een convexe sectie te doen ontstaan. Hierdoor 10 wordt effektief een aneurysme geproduceerd, precies de situatie die de uitvinding wil voorkomen.

Ook van belang, maar een heel ander produkt beschrijvend, is het Amerikaanse octrooischrift 4.261.776 van Lea c.s. en de daarin besproken octrooischriften. Het produkt volgens deze 15 octrooischriften is een zelfopblazende luchtmatras.

Volgens de onderhavige uitvinding bestaan de valgarens uit vele zeer fijne, getextureerde of tot bulk verenigde afzonderlijke draden (niet een enkel monofilament zoals in de bovenstaande bekende techniek), elk met een hoge treksterkte 20 en met een zeer geringe diameter in vergelijking met de bekende techniek, zodat ze niet kunnen werken als compressieorganen voor een zuil van Euler en absoluut niet in staat zijn op zichzelf een aanzienlijke compressiebelasting te dragen. Wanneer draden breken, doet het resulterende produkt geen scherpe 25 splinter ontstaan die het barrièreomhulsel kan doorsteken of op een andere manier beschadigen. Zo is het lastdragende mechanisme volgens de uitvinding volledig verschillend van de bekende techniek, en met een zeer superieure inperking van hoge druk, lastdragend vermogen, schokabsorptie, vermoeidheidsleven, vering, 30 langdurig permanente opblazing en gunstige levenslange karakteristieken van energieopslag en teruggave die met de hierboven vermelde bekende techniek bij benadering niet mogelijk zijn.

Eerder zijn verschillende gasbevattende schuimmaterialen 35 afgedicht in flexibele luchtdichte compartimenten, zie bijvoorbeeld Amerikaans octrooischrift 4.590.689 van Rosenberg, 3.914.881 van Striegel. Schuimprodukten van dit type, zelfs op druk gebracht met supergas (Amerikaans octrooischrift 4.183.156 van Rudy) zijn niet succesvol door verschillende 8900273.

1 1 -11- problemen; (1) de treksterkte van zelfs de beste schuimmateria-len met open cellen is niet voldoende groot en betrouwbaar om de noodzakelijke opblaasdrukken op te nemen gedurende het leven van een produkt dat op deze manier in schoeisel moet 5 worden gebruikt; (2) onder zware cyclische compressiebelas-tingen, typisch voor de voetslag bij lopen of hardlopen, slijten de wanden van de afzonderlijke cellen die de schuimstruc-tuur vormen wanneer ze tegen elkaar bewegen, en ze bezwijken dus snel, wat leidt tot een aneurysma en/of een volgend verlies 10 van druk.

Het is bekend dat schuim van de hoogst mogelijke kwaliteit, bij gebruik als dempend lastopnemend compressieorgaan (d.w.z. midden halfzool of binnenzool) in atletiekschoenen zoals hardloopschoenen, een aanzienlijk percentage van de aan-15 vankelijke dempingseigenschappen verliest binnen niet meer dan een klein aantal kilometers hardlopen, en bij ongeveer 250 kilometer is omstreeks 75% van de aanvankelijke dempingseigenschappen verloren. Het verlies van demping is het resultaat van inwendig bezwijken van de celwanden van het schuim, zoals 20 hierboven beschreven. Bij dit gebruik wordt de schoen niet onbruikbaar vanwege het bezwijken van het schuim. De gebruiker staat eenvoudig bloot aan verminderde demping (en geringere voetsteun) en dus aan veel grotere schokkrachten. Met een op druk staande structuur leidt bezwijken van de schuimstructuur 25 echter tot de vorming van een uitstekend aneurysma of een bobbel onder de voet. Zelfs de kleinste fout van dit type (d.w.z. diameter) maakt het produkt pijnlijk onder de voet en dus onbruikbaar.

De betrekkelijk hoge drukken die nodig zijn om de gewenste 30 en noodzakelijke mate van ondersteuning en vering te leveren bieden zeer aanzienlijke problemen met het afpellen of de dela-minatie van de buitenste barrièrelaag van de buitenoppervlakken van het dubbelwandige weefsel. Het is dus volgens de uitvinding belangrijk een sterke hechting te verschaffen tussen 35 het buitenoppervlak van elk van de lagen van het weefsel en het ertegenover liggende oppervlak van het omhulsel of de barrièrelaag. Met andere woorden: de afpelsterkte of de kracht die nodig is om de gehechte lagen te delamineren moet zeer hoog zijn gedurende het hele leven van het produkt.

6300273.

I. 1 -12-

Volgens de uitvinding is gebleken dat, als het garen dat wordt gebruikt om het dubbelwandige weefsel te vormen en dat de versterking van de barrièrelaag aan het weefselgrensvlak doet ontstaan, op één of andere manier tot bulk is gemaakt, 5 getextureerd is of geflanelliseerd of vervaardigd van minstens 20% discontinue draden, zodat er een grote mate van openheid is naar het garen en er talrijke lussen en/of spiralen zijn van hechtdraden met kleine diameter of andere hechtdraden en uitsteeksels van draadvormig materiaal die enigszins uitsteken 10 vanaf de buitenoppervlakken van de weefsellagen, een sterk verbeterde hechting kan worden bereikt. De hechtdraden steken uit vanaf de garens met grote diameter waaruit het weefsel-materiaal gevormd is. Het textureren kan bijvoorbeeld worden gedaan door de buitenoppervlakken van het dubbelwandige weef-15 sel af te wrijven, door de afzonderlijke draden waaruit het garen zal bestaan te krimpen, door een valse slag te gebruiken of een textureerstop in lucht voor het warme zetten bij de vervaardiging van het garen, en dergelijke. Een dergelijke oppervlakte- of massabehandeling wordt hier aangeduid als een 20 FIRTEC oppervlaktebehandeling (Fiber Interface Reinforcement Technology). Het is ook gewenst een garen te gebruiken waarin de draadoppervlakken dof zijn of half glanzend, in tegenstelling tot glanzend. In een voorkeursuitvoering wordt dan ook het garen waaruit het dubbelwandige weefsel geconstrueerd wordt 25 zo behandeld dat er in het eindprodukt een grote mate van openheid naar het garen is, en de buitenzijden van de respectieve weefsellagen een groot aantal kleine lussen bezitten of naar buiten uitsteken. De afzonderlijke draden kunnen in de voorkeursuitvoering continu van aard zijn, zodat de lussen aan 30 beide einden verankerd worden. Gekrompen draden zijn, gecombineerd tot garen, ook geschikt voor gebruik volgens de uitvinding. In sommige gevallen kan het wenselijk zijn dat men een garenkern heeft van rechte vezels, omgeven door getextu-reerde vezels. Ook kunnen andere vezels dan vezels met ronde 35 doorsnede van nut zijn om het oppervlak voor hechtdoeleinden te vergroten; zulke vezels hebben een ovale, kruisvormige, haltervormige of Y-vormige doorsnede. Gebleken is dat de beste resultaten worden bereikt wanneer het garen geschikt warm uitgehard is in de getextureerde/tot bulk verenigde toestand.

8900273.

t * -13-

De aanwezigheid van een groot aantal hechtdraden in de vorm van lussen en dergelijke geeft een belangrijke verhoging van de hechtsterkte ten opzichte van wat tot nu toe in de industrie bereikt is, zodat een uitzonderlijk sterke hechting 5 wordt geleverd tussen het barrièremateriaal en de weefsellaag. Eén van de factoren is dat de aanwezigheid van de hechtdraden het oppervlak van de verankeringscomponenten aanzienlijk vergroot. Een andere factor is de wezenlijk gelijkmatige en verbrede dispersie van verankeringscomponenten als versterking 10 van het vezelgrensvlak, om zo te zorgen voor sterke hechtingen over de volledige tegen elkaar liggende oppervlakken van het weefsel en de component van het buitenomhulsel. Nog een andere factor is dat de openheid van het garen een zorgvuldig geregelde mate van penetratie van het koppelingsmateriaal in de 15 er tegenover liggende doekdelen mogelijk maakt.

De doek- of weefselstructuur die het trekbelasting ondersteunende deel van het opgeblazen produkt vormt kan geconstrueerd worden op alle bekende manieren, waaronder door breien, weven, naaien, vlechten enz. Bij voorkeur zijn de valdraden 20 stevig verankerd aan de weefsellagen, bijvoorbeeld door een verbindingssteek, waardoor de spanningelementen op een plaats blijven en ba11onvorming langs de randen van de weefsellagen wordt voorkomen. Het Raschel breimateriaal met dubbele naald-staaf is bijzonder geschikt om volgens de uitvinding te worden 25 gebruikt omdat het een verbindingssteek geeft aan de weefsellagen. Ook materiaal dat geweven is met een verbindingssteek is geschikt om te gebruiken. Er is een breed gebied van pro-dukten mogelijk met ingewikkelde contouren en/of afgeschuinde oppervlakken in vele verschillende vormen, met gebruikmaking 30 van snelle, door computers bestuurde naaitechnieken waar de lengte en de hoekstand van elke valdraad verschillend kan zijn van de naburige. Het valgaren of de trekelementen kunnen zich loodrecht uitstrekken vanaf de vezellaag of kunnen onder hoeken staan waarbij de afschuifkracht in evenwicht wordt gebracht.

35 In sommige gevallen, waar zijdelingse belastingen optreden, in tegenstelling tot belastingen loodrecht op het vlak van het produkt, heeft een tegengestelde en uitgebalanceerde hoek-oriëntatie van het trekgaren voordelen bij het dragen van schuifbelastingen, die uiteraard niet door het drukgas kunnen 8900273.

s- l -14- worden opgenomen. Het is belangrijk dat de gerede doek- of weefselstructuur vrij is van smeermiddelen of hulpmiddelen bij de vervaardiging die fataal kunnen zijn bij het bereiken van een sterke hechting tussen de draden van het weefsel en 5 het koppelingsmateriaal.

Het garen waaruit de door valdraden verbonden dubbelwandige weefsels geconstrueerd worden moet bestaan uit een materiaal met hoge treksterkte, dat stabiel is onder de bedoelde omstandigheden van zowel vervaardiging als gebruik. Er kan 10 een variëteit van synthetische garenmaterialen worden gebruikt. Vanwege de buiging en slijtage van de valdraden die optreedt wanneer de twee buitenste weefsellagen naar elkaar toe worden bewogen waar cyclische belastingen gedurende betrekkelijk lange tijden worden uitgeoefend, is het echter wenselijk vezels te 15 gebruiken die goede slijtage-eigenschappen hebben en goed bestand zijn tegen buigvermoeidheid, zoals later besproken.

In het algemeen hebben de draden die gebruikt worden in het garen volgens de uitvinding een denier per draad van 1 tot 20, met een voorkeursgebied van ongeveer 2 tot 5. De af-20 zonderlijke draden vertonen in het algemeen treksterkten (taaiheid) van 2 tot 10 gram per denier, met een voorkeursgebied van omstreeks 4 tot 6 gram per denier. In het algemeen loopt het aantal draden per garen van 1 tot ongeveer 300, met een voorkeursgebied van ongeveer 40 tot 200. In het algemeen zijn 25 er omstreeks 1 tot 8 garens per bosje of streng, waarbij het voorkeursgebied ligt van 1 tot ongeveer 3 garens per streng.

Bij voorkeur is het weefsel gebreid met tussen ongeveer 8 en 150 strengen of bosjes per vierkante centimeter weefsel, en bij voorkeur tussen ongeveer 65 en 80 strengen per vierkante 30 centimeter. De bulkdichtheid van het weefsel ligt dan ook in het algemeen in het gebied van ongeveer 800 tot 2400 vezels per vierkante centimeter.

Het is belangrijk dat aan het gerede doek (naast het beginnende garen) een warmhardingsbehandeling wordt gegeven zodat 35 in het dubbelwandige weefsel het valgaren de neiging zal hebben rechtop te blijven staan zodat een gegeven punt op een weefsel-laag de neiging zal hebben axiaal gericht te blijven met eenzelfde gegeven punt aan de tegenover liggende weefsellaag.

Dit is in constructie van voordeel. Bij voorkeur laat men 3900273 t 1 -15- tijdens de vervaardiging de valdraden rechtop staan, zodat er geen significante richtfouten zijn tussen de bovenste en de onderste weefsellaag. Textureren van het valgaren voorkomt dat de afzonderlijke draden onder enige omstandigheid werken 5 als compressie-organen voor een zuil van Euler.

Het construeren van het inwendig op druk te brengen meer-laags omhulsel volgens de uitvinding begint met de keuze van een geschikt dubbelwandig weefsel dat valdraden bevat die zich uitstrekken tussen de naar elkaar gerichte oppervlakken van 10 de respectieve weefsellagen. De buitenzijden van de weefsel-lagen worden geïmpregneerd met een zorgvuldig afgemeten hoeveelheid koppelingsmateriaal. Dit kan worden gedaan door te beginnen met grote vellen of rollen weefselmateriaal en dan het koppelingsmateriaal aan te brengen. Het geschikt gevormde 15 artikel kan dan gesneden worden uit deze grotere vellen of rollen materiaal die voorbehandeld zijn. Deze wijze van werken heeft nog te beschrijven voordelen.

In het algemeen is het koppelingsmateriaal een produkt dat 1) zal binnendringen en hechten aan het materiaal van de 20 buitenste weefsellagen tot een zorgvuldig beheerste diepte, niet groter dan de dikte van die oppervlaktedoeklagen, 2) werkt als een half doorlaatbare elastomeermatrix, de garenbundels binnendringt en zorgt voor een taaie hechting aan en een onderlinge verbinding van de vezels die de buitenste weefsellaag-25 elementen vormen, en 3) ook een sterke hechting vormt met het half doorlaatbare buitenste elastomeer-barrièremateriaal of omhulsel.

Het koppelingsmateriaal kan worden aangebracht met gebruikmaking van conventionele wijzen van aanbrengen, bijvoor-30 beeld verwarmde plaatpersen, extrusiemethoden of kalanderen, sproeien en dokteren.

In het algemeen verdient het echter de voorkeur het koppelingsmateriaal te verschaffen in velvorm met een dikte van 0,05 tot 0,2 mm, waarbij 0,1 mm de voorkeur heeft, en het ma-35 teriaal te smelten en het gesmolten velmateriaal te persen in de van elkaar afgekeerde zijden van de weefsellagen. Het weefsel wordt bewogen onder een hete pers met een bovenste en een onderste verwarmingsplaat, met een vel koppelingsmateriaal bovenop en onderop het weefsel en met een vel loslaat- S900173.

ί ) -16- middel tussen het koppelingsmateriaal en de verwarmde platen van de pers. Zulke vellen van geschikt loslaatmateriaal (strippers) worden gebruikt om te voorkomen dat de vellen koppelingsmateriaal aan de platen van de pers kleven. De stapel van 5 weefsel en vellen koppelingsmateriaal worden onderworpen aan betrekkelijk lichte druk in de pers tussen de verwarmde platen 2 (omstreeks 0,35 tot 0,20 kg per cm ) gedurende 6 tot 25 seconden in het temperatuurgebied van 170 tot ongeveer 200°C. Wanneer thermoplastisch polyurethaan wordt gebruikt als koppelings-10 materiaal, moet de temperatuur hoog genoeg zijn om het koppelingsmateriaal week te maken en te smelten maar niet zo hoog dat het weefsel wordt beschadigd of krimpt. Het aanvoersysteem voor dit proces kan ofwel een partij-(batch)systeem zijn (met gebruikmaking van in en uitgaande bakken) of een continu procédé 15 met gebruikmaking van rollen weefsel en rollen koppelingsmateriaal die afwisselend verder bewegen door middel van geschikt relaxeer- en indexeer-transportmechanismen. Tafelmaten zijn normaal ongeveer 35 cm x 45 cm, 75 cm x 75 cm of 90 cm x 90 cm, welke tafels vlak en evenwijdig geslepen zijn binnen 0,05 mm.

20 Gelijkmatigheid van temperatuur dient plus of minus ongeveer 3°C (5°F) vanaf het instelpunt te zijn. De structurele doorbui-ging van de pers mag 0,05 mm tot 0,10 mm niet overschrijden.

De voor het bevriezen van het warme koppelingsmateriaal gebruikte koude pers werkt in het gebied van ongeveer 15 tot ongeveer 25 50°C. De op en neer gaande beweging van de koude pers geschiedt in hetzelfde ritme als de warme pers. Omdat sommige weefsels de neiging hebben iets te krimpen wanneer ze worden verwarmd tijdens dit proces, kan het nuttig zijn voorgekrompen vezels te gebruiken bij het breien of weven van het doek. In sommige 30 gevallen is het nuttig in lengte- of breedterichting spanning op het weefsel uit te oefenen tijdens het aanbrengen van het koppelingsmateriaal. Op die manier wordt een gereed vlak oppervlak verkregen zowel aan de boven- als aan de onderzijde van het weefsel.

35 Nauwkeurige temperatuur-, druk- en tijdregeling is essen tieel om een goede greep te bereiken tussen het weefsel en het koppelingsmateriaal terwijl ook wordt voorkomen dat het koppelingsmateriaal helemaal door het weefsel wordt gedreven, wat de flexibiliteit van de valdraden nadelig zou beïnvloeden 6900273.

I -ί -17- of, in het ergste geval, de tegen elkaar liggende weefsellaag aan elkaar zou hechten zodat het produkt niet kan worden opgeblazen en op druk gebracht. In de voorkeursuitvoering wordt de hoeveelheid koppelingsmateriaal die beschikbaar is om het 5 weefsel binnen te dringen geregeld door regeling van de dikte van het vel koppelingsmateriaal dat op het weefsel wordt aangebracht. Ook de warmte wordt zeer nauwkeurig geregeld en ingesteld, zodat er geen warme plekken optreden en de indrin-gingsdiepte niet van plaats tot plaats op het weefsel verschil-10 lend is door veranderingen in de fluiditeit van het koppelings-middel. Een uitstekende, momenteel gebruikte procedure, die de voorkeur heeft, volgt in bijzonderheden deze stap van aanbrengen van koppelingsmateriaal.

De buitenoppervlakken van het weefsel moeten een gere-15 gelde en gelijkmatige graad van geslotenheid of weefseldicht-heid hebben. De dichtheid dient voldoende gelijkmatig te zijn zodat het, wanneer het weefsel tegen het licht wordt gehouden, niet mogelijk is doordringing van afzonderlijke lichtstralen waar te nemen. De dichtheid dient niet op sommige plaatsen 20 te los te zijn. Ook mag de dichtheid niet te vast zijn. Een dergelijke beheersing van de dichtheid wordt op verschillende manieren bereikt, bijvoorbeeld: 1) aantal garens per vierkante centimeter, 2) aantal draden per garen, 3) hoeveelheid bulk-behandeling, textureer- of FIRTEC behandeling, 4) spanning 25 in de Raschel machine tijdens het breiprocédé. Zo kan het kop-pelingsmiddel slechts tot een geregelde diepte binnendringen zowel in de garenbundels als in de dikte van de doekelemen-ten aan de oppervlakte en kan het effektief de garens verbinden waaruit de buitenzijde van het weefsel bestaat.

30 Een andere regelfactor tijdens de weefselfabricage is het gebruik van smeermiddelen of proceshulpmiddelen bij de vervaardiging van vezels, garens en weefsel. Zulke middelen kunnen schadelijk zijn voor het bereiken van een sterke hechting. Bijzonder schadelijk zijn siliconensmeermiddelen en 35 polytetrafluoretheen als proceshulpmiddel. Het gebruik van die smeermiddelen dient tot een minimum te worden terugge-. bracht of volledig te worden voorkomen tijdens de fabricage van vezels, garens en weefsel. Wanneer zulke middelen op de oppervlakken van het weefsel achterblijven, dient het weefsel 83 00273, -18- te worden gewassen (ontvet) of goed droog gereinigd voor het aanbrengen van het koppelingsmiddel.

Eén van de voordelen van het tevoren fixeren van het kop-pelingsmateriaal aan het weefsel is dat daardoor vrije en opzij 5 uitstekende vezels vrijwel worden verwijderd wanneer het gehechte tussenprodukt met een matrijs wordt gesneden. De afwezigheid van zulke zijdelingse vezels is belangrijk bij de volgende lasoperatie waarin de barrière op de geschikte plaatsen aan de omtrek van het produkt wordt verbonden om een ge-10 sloten geheel te doen ontstaan dat met gas op druk gebracht kan worden. Door de afwezigheid van opzij uitstekende vezels worden lekbanen voorkomen in het gebied van de lasverbinding langs de omtrek of in het deel van het omhulsel opzij van de rand van het weefsel. De aanwezigheid van kleine vezels of 15 zelfs één kleine vezel die zich in dwarsrichting uitstrekt en de omtrekslas overbrugt vormt een potentieel lekgebied dat zo klein is dat het uitermate moeilijk te vinden is bij de gebruikelijke inspectie voor kwaliteitscontrole. Het resultaat is een zeer traag en vrijwel niet waarneembaar lek dat leidt 20 tot een verlies van druk in een periode van twee tot drie maanden .

Het koppelingsmateriaal kan ook geëxtrudeerd worden als een half gesmolten viscose folie en in de oppervlaktelaag (lagen) van het weefsel worden gedreven met gebruikmaking van 25 verwarmde en koelende rollen, in een continu aanvoerprocédé.

Nog een andere methode van aanbrengen van het koppelingsmateriaal is door extrusie of sproeien een geschikt samengesteld polyol-isocyanaatmengsel aan te brengen als een viscose, gedeeltelijk uitgeharde vloeistof op de weefsellaag aan de 30 oppervlakte, gevolgd door een dokter behandeling, en dus met rollen en af te geven materiaal om het koppelingsmateriaal, ook koppelingsmiddel genaamd, tot de benodigde, zorgvuldig geregelde diepte te verplaatsen. Deze techniek verdient geen voorkeur, omdat de resterende reactiviteit van het mengsel 35 waarschijnlijk met het spangaren reageert zodat dit wordt verzwakt en bros wordt. Ook zijn de hechtingssterkten met deze techniek in het algemeen slechter dan die welke bereikt kunnen worden met de hierboven beschreven benadering met verwarmde tafels.

89 00 273 .' i. - -19-

Het met koppelingsmateriaal geïmpregneerde weefsel wordt vervolgens in de gewenste vorm gesneden, ervoor zorgend dat de snede vrij is van opzij uitstekende vezels of draden. Het met koppelingsmateriaal geïmpregneerde weefsel wordt dan binnen 5 het door het halfdoorlaatbare elastomere buitenmembraan gevormde omhulsel geplaatst en het halfdoorlaatbare membraan wordt stevig gehecht aan de buitenzijde van het koppelingsmateriaal waarmee de bovenste en onderste weefsellagen geïmpregneerd zijn, bij voorkeur door radiofrequente verwarming. De 10 temperatuur van de matrijzen die gebruikt worden om deze lami-naties uit te voeren worden bij voorkeur zo ingesteld dat smelten plaatsvindt aan het grensvlak tussen het koppelingsmateriaal en de binnenzijde van de barrièremembranen, en niet andersom. De instelling van het radiofrequente vermogen, de 15 voorlas-, las- en koelcyclus en de matrijstemperaturen en de warmteputten van de matrijzen worden bij voorkeur zo gekozen dat de hoeveelheid verwarming van het weefsel en de barrière-folie minimaal zijn. Op dat punt is de omtrekslas in het buitenmembraan nog niet gemaakt.

20 Een andere benadering die gebruikt kan worden om de bar- rièrefolie aan het met het koppelingsmateriaal geïmpregneerde weefsel te hechten, benut een stralende warmtebron zoals een infrarood bron, en atmosferische druk om de benodigde hechtdruk uit te oefenen. Dit kan verkregen worden door de twee lagen 25 van de barrièrefolie te lassen (met gebruikmaking van een geschikt klemmechanisme) rond de randen van het weefsel, en dan vacuüm te trekken binnen het afgedichte omhulsel. De druk van de omgevende atmosfeer wordt dan benut om de geschikte lamineer /hechtdruk uit te oefenen op de buitenzijden van de bar-30 rièrelagen wanneer ze gesmolten worden en in de doeklagen vloeien.

Het deel dat ontstaat uit de hechting van het halfdoorlaatbare buitenmembraan aan de buitenzijden van de met koppelingsmateriaal geïmpregneerde oppervlakteweefsellagen, wordt gelijk-35 matig bevestigd door een hechting die versterkt wordt door een groot aantal kleine verbindingsplaatsen in de vorm van lussen of hechtdraden van het garen, zodat de bevestiging van het halfdoorlaatbare membraan aan het weefsel in hoofdzaak continu is over de hele bovenste en onderste oppervlaktedelen 83 00 273.

X ί -20-

J

van het weefsel, volledig vrij van garenvezels die (van de binnen- naar de buitenzijde) kunnen overbruggen door het bar-rièreomhulsel. De buitenste barrière moet ook volledig vrij zijn van speldgaten. De afpelsterkte die deze structuur ver-5 toont is hoog; d.w.z. meer dan 3,6 kg per lineaire centimeter, in het algemeen meer dan de uiteindelijke treksterkte van de spangarens bij onderwerping aan een typische spanningstest van Instron type.

De dempingsinrichting wordt voltooid tot een op druk te 10 brengen produkt door lassen of op andere wijze afdichten van de geschikte delen van het buitenmembraan als omhulselmateriaal waar dit materiaal doorloopt voorbij het geïmpregneerde binnenste (doek-) orgaan. Wanneer het materiaal van het buitenmembraan twee folielagen vormt, wordt een las gemaakt nabij de 15 hele omtrek van het binnenste geïmpregneerde doekorgaan. Als het barrièreomhulsel gedeeltelijk voorgevormd is, zoals bij extrusie, blaasvormen, vacuüm/warmvormen, warmhardend gieten, of vulcaniseren, kan de omtreksafdichting gedeeltelijk of helemaal voltooid zijn tijdens een voorgaande stap.

20 Omtreksafdichting kan geschikt worden bereikt met conven tionele technieken zoals radiofrequent lassen, thermisch puls-lassen, cementeren, ultrasoon lassen, afdichten met magnetische deeltjes, vulcaniseren en dergelijke. Het is hier dat de afwezigheid van zich opzij uitstrekkende vezels belangrijk wordt.

25 Wanneer die vezels bestaan, hebben ze de neiging vastgelast te worden in de omtrekslas tijdens de lasoperatie van de omtrek, en een potentiële lekbaan te vormen. Als de vezel zich helemaal tot de buitenomtrek uitstrekt, is het meer dan waarschijnlijk dat hij langzaam en onwaarneembaar zal lekken. Wanneer hij 30 slechts gedeeltelijk uitsteekt, vormt hij een zwak gebied waar een lek kan ontstaan, speciaal onder betrekkelijk zware en cyclische belastingen. Door het koppelingsmateriaal aan te brengen zoals beschreven, wordt de volgende snijoperatie een schone snede die de mogelijkheid van vrij naar opzij lopende 35 vezels voorkomt.

Hoewel het momenteel geen bij voorkeur toegepaste ver-vaardigingswijze is, kunnen vulcaniseerbare en/of thermisch hardende elastomeren worden gebruikt in plaats van de hierboven beschreven thermisch plastische urethaanelastomeren, waarbij 83 00Z73.

u ï -21- evenwel nog steeds dezelfde nauwkeurige mate van regeling van de diepte en kwaliteit van binnendringing van het elastomeer in de bovenste en onderste lagen van doek of weefsel vereist is.

5 Als laatste stap wordt de kamer, die nu ontstaan is tussen de wanden van het dubbelwandige weefsel, op druk gebracht met een geschikt gas, bij voorkeur een niet-polair gas met grote moleculen zoals supergas. Bij voorkeur wordt het gas geschikt ingespoten door het gebruik van een naald, waarbij de injectie-10 poort (die vrij kan zijn van doek- of vezelmateriaal) afgedicht wordt na voltooiing van het op druk brengen. Het is ook mogelijk een opblaas-/leegloopklep te gebruiken. De fysische verschijnselen die optreden bij opblazen en diffusie worden bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 15 4.340.626.

Zoals eerder werd vermeld, vormt de onderhavige uitvinding een nieuw en belangrijk middel voor de regeling van de snelheid van diffusiepompen. Een doel van die regeling is om het produkt op de ontworpen opblaasdruk te houden gedurende langere tijden 20 dan anders mogelijk zou zijn. Omdat de inrichting in vele toepassingen dun is, is het ingesloten volume van het opblaas-fluïdum klein. De verhouding oppervlak/volume is dan ook zeer hoog. Dit kan bijdragen aan snel drukverlies door diffusie.

De toevoeging van kristallijne gasbarrière-elementen binnen 25 de barrièrelaag dient evenwel een unieke en waardevolle funktie van afpassen en regelen van de snelheid van zowel binnen- als buitenwaartse diffusie, speciaal omdat hij geldt voor de C>2 en N2 moleculen in de omgevingslucht.

Er is nog een voordeel aan het opnemen van kristallijne 30 gasbarrièrematerialen in het elastomeeromhulsel van de inrichting. De meeste van de miljoenen conventionele met gas op druk gebrachte schoeiselonderdelen met meerdere kamers, volgens Amerikaans octrooischrift 4.183.156, die vervaardigd zijn volgens aanvragers oudere octrooien, en over de hele wereld ge-35 bruikt zijn, zijn normaal vervaardigd van polyurethaanfolie op esterbasis, omdat deze samenstelling een lagere doordringbaarheid voor gas heeft bij opblazen met een van de supergas-sen dan de samenstelling met polyurethaan op etherbasis. De folie op esterbasis heeft echter, in tegenstelling tot de folie SS 00173.

-22- t i .

op etherbasis, het nadeel dat hij ongunstig wordt beïnvloed door vocht (hydrolytische instabiliteit die fysische eigenschappen kan schaden), schimmel en bacteria, speciaal bij temperaturen boven 37 tot 42°C. Die conventionele, met gas op 5 druk gebrachte produkten voor schoeisel worden dan ook beschermd door ze in te kapselen in een geschuimde middenzool, die duur is, en het schuim verzwakt en vermindert de gunstige verende eigenschappen van het op druk staande schoenprodukt. Anderzijds kan de inrichting volgens de uitvinding de wenselijke karak-10 teristieken van de voor gas meer doordringbare folie op etherbasis benutten en, door het inbedden van kristallijne elementen in de buitenste barrièrelagen van de structuur, de buitenwaartse diffusiehoeveelheden beheersen tot aanvaardbaar lage niveau's, terwijl toch geprofiteerd wordt van de zeer langzame 15 binnenwaartse diffusie van de stikstof- en zuurstofmoleculen uit de omgevingslucht die een verlies van het supergas weer compenseren zodat een nuttige levensduur van drie of meer jaren wordt bereikt. Schuiminkapseling is dan ook niet nodig. De luchtkussenkwaliteit is zeer verbeterd, en kosten en gewicht 20 zijn minimaal.

Als gevolg daarvan is het soms van voordeel om voor de buitenste barrièrelaag van het produkt ofwel dunne folies te gebruiken, of folies met lage elasticiteitsmodules. Deze variant levert een zachter, meer meegevend gevoel met een grotere 25 totale flexibiliteit. Door regeling of variatie van de elasticiteitsmodules, kunnen de doorbuigkarakteristieken onder belasting van het eindprodukt worden gevarieerd. De materialen met lagere modules leveren een verhoogd comfort, terwijl de materialen met hogere modules betere kwaliteiten van energieterug-30 gave leveren. De snellere diffusiesnelheid die kan bestaan bij gebruik van die materialen kan evenzeer worden gecompenseerd door de toevoeging van de vervormde kristallijne vezels van het weefsel. In sommige gevallen kan zachtheid van aanvoelen ook worden verbeterd door elastische vezels ("stretch" in twee 35 richtingen) als achtergarens in de buitenzijden van het weefsel.

Omdat het volume van de inrichting onder druk niet aanzienlijk kan toenemen (de dikte is ingeperkt en wordt in hoofdzaak constant gehouden door de spanning in de garens in de stapel of aan het grensvlak) kan door diffusiepompen van lucht 8900273.

A

-23- in de inrichting het produkt gemakkelijk op overdruk komen te staan gedurende de eerste 2 tot 12 maanden dat het opgeblazen is. Dit is een potentieel probleem met het produkt volgens de uitvinding en het geldt voor de diffusie van ^ in de op 5 druk staande inrichting, en het vereist een oplossing. Dit potentiële probleem wordt volgens de uitvinding opgelost of ondervangen door de aanwezigheid van garens met kristallijne gasbarrière of deeltjesvormige elementen die ingebed zijn binnen de halfdoorlaatbare elastomere barrièrelagen van de 10 op druk staande omsluiting. Deze techniek kan de binnenwaartse diffusie of de partiële druk van stikstof, die ongeveer 0,85 2 kg per cm bedraagt vanuit de omgevingsdruk beperken, verlagen en regelen tot nabij nihil over een periode van twee jaar en hij kan de binnenwaartse diffusie van de partiële druk van 15 zuurstof vanuit de omgevingslucht sterk verminderen en precies regelen.

Er zijn praktische grenzen aan de regeling van het dif-fusiepompen. Zelfs met zeer dicht weven van de achtergarens in de buitenoppervlakte van het weefsel, zal enige diffusie 20 optreden, en de permeabiliteit kan niet tot nul worden teruggebracht. Voor de beste constructie is het echter praktisch een effektieve regeling te vormen voor de diffusie van de meeste van belang zijnde gassen, waaronder stikstof. Zuurstof kan echter sneller diffunderen dan stikstof. Met gebruikmaking 25 van deze diffusieregelingstechniek, kan zuurstof in de omsluiting diffunderen gedurende een langere periode van vier tot twaalf maanden (na het opblazen en afdichten in de fabriek).

De partiële druk van zuurstof in de atmosferische lucht 2 is ongeveer 0,14 kg per cm abs (uit een totale druk van onge- 2 30 veer 1,03 kg per cm abs). Zo kan omgekeerde diffusie van zuurstof in de omsluiting de totale druk in de omsluiting slechts 2 verhogen met maximaal 0,14 kg per cm . Desgewenst kan dit worden gecompenseerd door aanvankelijk iets minder op te blazen met supergas (of een mengsel van supergas en stikstof of een 35 mengsel van supergas en lucht). In sommige gevallen is een dergelijke vermindering van de overdruk niet nodig; een ver- 2 hoging met 0,14 kg per cm ligt binnen de aanvaardbare tolerantie van specificaties van opblaasdruk. Verder neemt het volume van de inrichting met ouderdom en gebruik toe. De toe- *900173 .

^ ) -24- gevoegde partiële druk van is bijna volmaakt om deze kleine volumetoename te compenseren zodat dus een ongewoon gelijkmatige opblaasdruk wordt bereikt gedurende het hele leven van het produkt.

5 Als de kostprijs van groot belang is, kan het opblaasgas 100% stikstof zijn; dezelfde binnenwaartse diffusie van zuurstof zal optreden, die helpt bij het in stand houden van de nominale opblaasdruk om de langzame buitenwaartse diffusie van stikstof op te vangen. Een mengsel van lucht en stikstof 10 kan worden gebruikt in sommige gevallen waarin een groot percentage van de doorsnede van de buitenste lagen van de inrichting kristallijn materiaal bevat. Dit kan heel gunstig zijn, omdat de kostprijs van stikstof ongeveer 1/10 is van die van hexafluorethaan (supergas) en het gewicht van stikstof ongeveer 15 1/5 van die van de supergassen is.

De op druk staande structuren volgens de uitvinding genieten een breed nut in alle soorten en variëteiten schoeisel, waaronder laarzen, atletiekschoenen, schoenen voor dagelijks gebruik en vrije tijd, geklede schoenen, werkschoenen, pros-20 thetische schoenen/inrichtingen, sockliners alsmede in andere inrichtingen waaronder helmen en beschermingsuitrusting (voor rugby, hockey, voetbal, baseball en paardrijden). De uitvinding kan ook worden gebruikt voor recreatieve, militaire, industriële en ruimtevaartkundige toepassingen alsmede op zee, 25 waaronder handgrepen voor fietsen, pneumatische handhamers, kettingzagen, hamers, slaghouten enz. alsmede voor andere zadeltoepassingen voor fietsen, motorfietsen en paardrijden. Speeloppervlakken, atletiekmatten, vloeren, werkplaatsmatten, handschoenen, reddingvesten en dergelijke zijn andere markten 30 voor de uitvinding. Omdat supergas zowel een superieure elektrische isolator als een warmte-isolator is, is deze inrichting van nut waar demping moet worden gecombineerd met elektrische isolatie en/of warmte-isolatie. Verder wordt opgemerkt dat volgens de uitvinding gemaakte dempingsprodukten, opgeblazen 35 met supergas, de unieke mogelijkheid zullen hebben potentieel gevaarlijke hoogfrequente akoestische energie selectief te absorberen en te verzwakken, terwijl tegelijk laagfrequente energiegolven worden doorgelaten.

De inrichtingen volgens de uitvinding zijn uniek minstens S3 00273,’ -25- omdat: (1) In wezen permanent opbla2en bereikt kan worden door een nieuwe techniek, om selectief de mate van diffusiepompwerking vanuit de omgevingslucht te regelen.

5 (2) Het gebruik van textureren, bulken, lussen, hechtdraden en/of enkele vrije strengen om de vastzetting tussen het koppel ingsorgaan en het weefsel sterk te verbeteren en vervolgens vastzetting van het weefsel aan het bijbehorende elastomere materiaal van het buitenomhulsel, zodat een afpelsterkte van 10 de hechting wordt bereikt die meerdere malen groter is dan mogelijk is met andere conventionele methoden.

(3) Het tweetraps procédé om het gashoudende omhulsel aan het weefsel te bevestigen om de benodigde zeer sterke hechting te bereiken door: 15 (a) Zorgvuldig geregelde warmte, druk en koeling (bevrie zen) onder druk en tijdbepaling, waaraan het koppelingsmateriaal wordt blootgesteld om de wezenlijke, nauwkeurige graad en kwaliteit van binnendringing van het koppelingsmateriaal te bereiken in de bovenste en onderste naar elkaar gekeerde weefsel-20 lagen; (b) Laminatie met radiofrequente energie van hoog vermogen en korte duur, van het binnenoppervlak van het elastomere, halfdoorlaatbare materiaal van het buitenomhulsel aan de buitenzijde van het weefselmateriaal.

25 (4) Het gebruik van speciale garens en vezels die een goede weerstand hebben tegen slijtage, fibrilleren en buigvermoeidheid en van voldoende stapelvezelbulk.

(5) Het gebruik van koppelingsmateriaal op het doek dat zijdelings uitstekende vezels verwijdert en dus voorkomt dat zulke 30 vezels worden opgesloten en afgedicht in de omtreksafdichting en zo die omtreksafdichting overbruggen en werken als lekbanen voor het opblaasgas.

(6) De variëteit van unieke dempingsprodukten die gemaakt kunnen worden, speciaal betrekkelijk dun en in wezen platte 35 of van een profiel voorziene produkten, met een grote variëteit van vormen en configuraties.

(7) Het leveren van produkten die geregelde oppervlaktepro-fielen hebben.

(8) De levering van opgeblazen produkten met een hoge inwendige 89 00 273 .

l· V

-26- druk, grote duurzaamheid, levensduur en gebruiksleven en betrouwbaarheid, en uitstekende weerstand tegen bezwijken door vermoeidheid.

(9) Het gebruik van een weefselmateriaal dat gevormd wordt 5 door draden die bestaan uit gasbarrièrematerialen die vast zijn ingebed in het halfdoorlaatbare elastomere omhulsel voor een vermindering en nauwkeurige regeling van de binnenwaartse diffusie van 02 en N2 vanuit de omgevingslucht in de relatief dunne produkten die typisch een grote verhouding tussen opper-10 vlak en volume hebben en dus veel gevoeliger zijn voor druk-verlies.

(10) Produkten die het optimale niveau van demping en energie-teruggave of vering bereiken (d.w.z. meegevendheid) binnen een gegeven pakketbegrenzing.

15 (11) Produkten die in staat zijn selectief potentieel gevaarlijke hoogfrequente akoestische trillingen te verzwakken, om te zetten en te vertragen, terwijl tegelijk akoestische trillingen van lagere frequentie worden doorgelaten.

(12) Produkten die gelijktijdig dempen en ook zowel uitstekende 20 elektrische isolatie als warmte-isolatie geven, zelfs als ze omgeven worden door een milieu met grote vochtigheid.

Andere nieuwe eigenschappen zullen blijken uit de gedetailleerde beschrijving.

Doel van de onderhavige uitvinding is dan ook een verbe-25 terde inrichting van luchtkussentype te verschaffen welke een superieur comfort produceert, effektievere demping, verzwakking van potentieel gevaarlijke schokbelastingen, en opslag en teruggave van energie, in een opgeblazen inrichting die betrekkelijk dun kan zijn en die in wezen vlakke en evenwijdige 30 of geprofileerde oppervlakken heeft.

Een verder doel van de uitvinding is een met gas opgeblazen prodükt van luchtkussentype te verschaffen van de beschreven soort, met de benodigde mate van betrouwbaarheid, duurzaamheid en gebruiksduur in toepassingen die superieure 35 constructieve eigenschappen eisen en bestand zijn tegen vermoeidheid, bij herhaalde onderwerping aan zware cyclische belastingen.

Een ander doel van de uitvinding is de buitenwaartse stroom van opblaasgas selectief te regelen en te vertragen 88 00273.

ί * -27- zodat een gelijkmatige inwendige druk gehandhaafd wordt binnen een afgesloten inrichting met relatief grote verhouding tussen oppervlak en volume/ bij geschikte opblaasniveau's gedurende lange tijdsperioden (d.w.z. 5 jaar of langer).

5 Een ander doel is de omgekeerde (binnenwaartse) stroom van omgevingslucht in het luchtkussen te vertragen en precies te regelen gedurende vroege stadia van het op druk brengen (2 tot 12 maanden), om daardoor de neiging van het ontstaan van overdruk in het produkt te voorkomen in het produkt dat, 10 in tegenstelling tot aanvragers eerdere uitvinding, bij op druk brengen geen volurnetoename vertoont.

Een ander doel van de uitvinding is het gebruik mogelijk te maken van gemakkelijker beschikbare opblaasgassen, goedkoper en van lager gewicht.

15 Een verder doel is een praktisch opgeblazen dempingsprodukt te verschaffen dat op druk gebracht kan worden met lucht of stikstof of een combinatie daarvan en toch een aanvaardbaar werkzaam leven heeft van minstens twee jaar.

Talrijke andere voordelen van de uitvinding zullen blijken 20 uit de volgende beschrijving die zal worden gegeven aan de hand van de bijgaande tekening van enkele voorkeursuitvoeringen van de uitvinding.

Fig. 1 is een bovenaanzicht van een binnenzool voor schoen-artikelen volgens de uitvinding; 25 Fig. 2 toont met uiteengenomen onderdelen, gedeeltelijk in doorsnede en gedeeltelijk in aanzicht, de onderdelen van het produkt volgens de uitvinding voor de eindmontage;

Fig. 2a toont op dezelfde manier als fig. 2 de structuur in een gedeeltelijk gemonteerde configuratie, waarbij de kop- 30 pelingslaag geïmpregneerd is in de buitenoppervlakken van de weefsellagen;

Fig. 2b toont op dezelfde manier als fig. 2 de structuur in de volledig gemonteerde configuratie en stelt een doorsnede voor volgens de lijn 2b-2b in fig. 1; 35 Fig. 3a, 3b en 3c tonen op dezelfde manier als fig. 2, 2a en 2b het produkt volgens de uitvinding waarin de inper-kingsmiddelen of valdraden in een driehoekige opstelling zijn geplaatst;

Fig. 4a toont vergroot een enkele vezel om schematisch 8300 27 3.

f > -28- de hechtdraden en de bevestigingsplaatsen te illustreren;

Fig. 4b is een gedeeltelijke doorsnede, gedeeltelijk aanzicht volgens de lijn 4b-4b in fig. 4a;

Fig. 4c toont vergroot schematisch de hechting tussen 5 het weefsel en het met koppelingsmiddel geïmpregneerde omhulsel volgens de uitvinding;

Fig. 5 toont een korte lengte van een niet getextureerd garen;

Fig. 6 is een schetsmatige weergave van een deel van weef-10 sel dat gebreid of geweven is uit het vlakke garen van fig. 5;

Fig. 7 toont een korte lengte van garen dat getextureerd is door een valse wringing, een wrijvingswringing, een vulkast, randkrimpen of textureren van soortgelijk type;

Fig. 8 is een schetsmatige weergave van een deel van weef-15 sel dat gebreid of geweven is met het getextureerde garen van fig. 7;

Fig. 9 toont vergroot een korte lengte van garen dat getextureerd is met een speciale methode, d.w.z. "air-bulked heat-set" methode; 20 Fig. 10 is een deel van weefsel dat geweven of gebreid is met het speciale getextureerde garen van fig. 9;

Fig. 11 is een deel van weefsel met een geflanelleerd en/of geslepen oppervlak;

Fig. 12 is een schets van een korte lengte van garen dat 25 gesponnen is met een combinatie van continue en niet continue vezels, waarbij niet continue vezels omstreeks 30% van het totale vezelgehalte vormen;

Fig. 13 toont gedeeltelijk in doorsnede en gedeeltelijk in aanzicht de samengestelde structuur volgens de uitvinding, . 30 aangebracht in een radiofrequente laspers en geplaatst tussen de bovenste en de onderste lamineermatrijzen;

Fig. 14 is een bovenaanzicht en een langsdoorsnede van een opgeblazen element van volle lengte met variabele opgeblazen dikte, waar het dikke hieldeel aansluit op een dunner 35 voorvoetdeel door middel van een toelopend schachtdeel volgens de uitvinding;

Fig. 14a is een doorsnede volgens de lijn 14a-14a in fig. 14;

Fig. 15 is een bovenaanzicht van een hielkussen volgens 8800273.

t * -29- de uitvinding;

Fig. 16 is een bovenaanzicht van een stabilisatie-inzet-stuk voor de achtervoet met demping door een cobrakussen volgens de uitvinding; 5 Fig. 17 is een bovenaanzicht van een andere vorm van een cobrakussen-inzetstuk volgens de uitvinding;

Fig. 17a is een gedeeltelijke doorsnede, gedeeltelijk aanzicht volgens de lijn 17a-17a in fig. 17;

Fig. 18 is een gedeeltelijke doorsnede, gedeeltelijk aan-10 zicht van een meerlaags produkt met meerdere kamers volgens de uitvinding;

Fig. 19 toont een hielkussen waar het omsluitende omhulsel voorgevormd is door spuitgieten, blaasgieten, rotogieten of dergelijke, en waarin de weefsellaag geïmpregneerd is met 15 koppelingsmiddel en dan warmgelast is aan de binnenvlakken van het voorgevormde omhulsel volgens de uitvinding;

Fig. 19b is een aanzicht van links in fig. 19;

Fig. 19c is een doorsnede volgens de lijn 19c-19c in fig. 19; 20 Fig. 19d is een doorsnede volgens de lijn 19d-19d in fig.

19;

Fig. 20 is een grafiek waarin de kracht-doorbuigingska-rakteristieken van een standaard buisvormig opgeblazen element volgens de bekende techniek worden vergeleken met de nieuwe 25 dempingsinrichting volgens de uitvinding, opgeblazen tot een gemiddelde drukwaarde;

Fig. 21 is een grafiek die de kracht-doorbuigingskarak-teristieken van een standaard buisvormig opgeblazen element volgens de bekende techniek vergelijkt met de nieuwe dempings-30 inrichting volgens de uitvinding, opgeblazen tot een hogere druk dan gemiddeld;

Fig. 22 is een grafiek van de kracht-doorbuigkarakteris-tieken van het dempingselement volgens de uitvinding die het door de trommelkop-eigenschap van de inrichting gedragen deel 35 van de belasting toont en het door de thermodynamische eigenschappen van het op druk staande, opgeblazen medium gedragen deel van de belasting;

Fig. 23a is een schematische doorsnede met vectorkracht-diagrammen van het dempingselement volgens de uitvinding dat 8900273.

* > -30- wordt samengedrukt door een belasting (zoals een voet) met de belasting die beginnend contact maakt;

Fig. 23b is een schematische doorsnede met vectordiagram-men van inwendige drukkrachten en krachten in het barrière-5 omhulsel van de dempingsinrichting volgens de uitvinding, illustrerend hoe de inrichting werkzaam is om het unieke trom-melkopeffekt te geven en de unieke kracht-doorbuigingskarak-teristieken van dit nieuwe dempingselement;

Fig. 24 is een grafiek die de kracht-doorbuiging en de 10 meegevendheidskarakteristieken toont van een conventionele, in schuim ingekapselde, buisvormige gedempte en op druk gebrachte zool volgens de bekende techniek en een niet opgeblazen middenzool van schuim, sorbathaan of gels enz., met de kracht-doorbuiging en meegevendheidseigenschappen van het opgeblazen 15 element volgens de uitvinding, opgeblazen tot gemiddelde druk;

Fig. 25 is een grafiek die toont hoe verschillen in op-blaasdrukniveau's de kracht-doorbuigkarakteristieken van de dempingsinrichting volgens de uitvinding kunnen beïnvloeden; 20 Fig. 26 is een grafiek die toont hoe verschillende mecha nische inrichtingen zoals noppen, staven enz. aan de binnenzijde van een moderatorkussen de kracht-doorbuiging, veersnel-heidskarakteristieken van de inrichting volgens de uitvinding kunnen beïnvloeden en aan de individuele gebruiker kunnen aan-25 passen;

Fig. 26a is een bovenaanzicht van een produkt volgens de uitvinding met noppen en dergelijke;

Fig. 26b is een doorsnede volgens de lijn 26b-26b in fig.

26a; 30 Fig. 27a is een schematische doorsnede van de inrichting volgens de uitvinding, geplaatst in een speciale Kim flex be-proevingsmachine om een versnelde buigvermoeidheidsproef van de opgeblazen inrichting uit te voeren, waarbij de schets het opgeblazen element in gedeeltelijk gebogen toestand laat zien; 35 Fig. 27b is een schematische doorsnede van dezelfde in richting als fig. 27a, met het opgeblazen element in volledig gebogen, geplette toestand;

Fig. 28a is een sterk vergrote schematische weergave van drie verschillende vezeltypen in spanning: 1) platte ongetextu- 8900273.

-31- t * reerde vezel, 2) conventioneel getextureerde vezel, en 3) speciale vezel met "air-bulk, heat set" behandeling;

Fig. 28b is een schematische voorstelling van dezelfde drie vezels uit fig. 28a in gedeeltelijk samengedrukte of ge-5 relaxeerde toestand;

Fig. 28c is een schematische weergave bij 1000 maal de werkelijke afmeting van dezelfde drie vezels van fig. 28b na meerdere miljoenen doorbuigingscycli in de bijna geplette toestand ; 10 Fig. 29a is een schematische weergave in bovenaanzicht van een bundel platte, ongetextureerde vezels, zoals in een deel van een garenbundel, onderworpen aan een dwarsbelastings-conditie;

Fig. 29b is een doorsnede door de vezelbundel van fig.

15 29a;

Fig. 29c is een vergrote doorsnede van een enkele platte vezel uit de vezelbundel van fig. 29b, die laat zien hoe de dwarsbelastingsconditie tot gevolg kan hebben dat bundels (of groepen) moleculaire ketens binnen de enkele vezel beginnen 20 te scheiden en vervolgens in stukken breken, waardoor bezwijken van fibrillatietype van een enkele vezel wordt veroorzaakt (zie ook fig. 30) na herhaalde blootstelling aan belasting in dwarsrichting en wegnemen van die belasting;

Fig. 29d is hetzelfde als fig. 29a voor het voorbeeld 25 van een air-bulk heat-set vezelbundel;

Fig. 29e is hetzelfde als fig. 29a voor het voorbeeld van een air-bulk heat-set vezelbundel;

Fig. 30 is het beeld van een foto van een aftast-elek-tronenmicroscoop bij 1000 maal de werkelijke afmeting, verkre-30 gen van een "single pile interlock" vezel nadat één van deze vezels als spanelement volgens de uitvinding bezweken was volgens fibrillatietype, resulterend uit omstreeks een miljoen cycli van samendrukking en de bijbehorende slijtage, en buiging en buigvermoeidheid; 35 Fig. 31 is een grafiek die toont hoe verschillen in volume of vorm in bovenaanzicht de kracht-doorbuiging, dempingseigen-schappen van de opgeblazen inrichting volgens de uitvinding kunnen beïnvloeden, waarbij fig. 31a, 31b, 31c en 31d de door de grafiek voorgestelde geometrie illustreren; 89 00 273.

* J

-32-

Pig. 32 is een bovenaanzicht en een doorsnede van twee opgeblazen kussens volgens de uitvinding met verschillende elastische, vervormbare drukaccumulatievolumes rond hun omtrek ter individuele aanpassing van de dempingseigenschappen van 5 de inrichtingen;

Fig. 33 is een bovenaanzicht en een verticale doorsnede van de inrichting volgens de uitvinding met een samengestelde hybride vormgeving met een dynamische, automatische langsboog-ondersteuning evenredig met de belasting, en een grafiek die 10 de belasting-doorbuigkarakteristieken van de inrichting vergelijkt met en zonder het boogondersteunings-accumulatorvolume;

Fig. 34 toont twee doorsneden van een dempingsinrichting met twee kamers en dubbele druk volgens de uitvinding, waarbij de ene figuur de beginslag van de belasting toont en de andere 15 de verschillende dempingskarakteristiek van het gedeeltelijk samengedrukte kussen;

Fig. 35 is een bovenaanzicht en een doorsnede van de dempingsinrichting volgens de uitvinding met ingenaaide buig-lijnen in dwarsrichting ter verbetering van de buigflexibili-20 teit van de inrichting tijdens lopen, hardlopen en andere atletische prestaties;

Fig. 36a is een schematisch bovenaanzicht, op twintig maal de werkelijke grootte, van een draad die ingebed is in een omtrekslas toen de omtrekslas in de barrièrefolie werd 25 gemaakt;

Fig. 36b is een doorsnede door fig. 36a waarin de potentiële lekbaan getekend is rond de vezel waardoorheen het op-blaasgas langzaam uit de inrichting volgens de uitvinding kan weglekken bij gebruik van onjuiste vervaardigings- of kwali-30 teitscontroleprocedures, en

Fig. 36c is een schematische weergave, op 500 tot 1000 maal de afmeting van een doorsnede van een groep vezels in de buitenste weefsellaag van de inrichting volgens de uitvinding, die geïmpregneerd zijn en omgeven door materialen van een ge-35 smolten koppelingsmiddel dat krimpt wanneer het koelt en een strakke krimppassing ontwikkelt rond elke vezel om daardoor potentiële opblaaslekbanen te voorkomen.

In het bijzonder verwijzend naar de tekeningen, die voorkeursuitvoeringen van de uitvinding tonen, is in figuur 1 in 83 00273 /1 I. * -33- het algemeen door 10 een opgeblazen produkt volgens de uitvinding voorgesteld dat als illustratie een binnenzool kan zijn. Zoals verder getekend in figuur 2, 2a en 2b is binnenzool 10 opgebouwd uit een samengestelde structuur waarin een buiieiv 5 ste, halfdoorlaatbare, elastomere barrièrelaag 12 een druk-dichte afgesloten kamer bepaalt waarin een spanningsbelasting dragende structuur is geplaatst, gevormd door een dubbelwandig door draad (garen) verbonden weefsel, in het algemeen aangeduid door 14. De dubbelwandige, door draden verbonden weefselstruc-10 tuur 14 is samengesteld uit een eerste weefsellaag 26, een tweede weefsellaag 18 en valdraden 20 (dooreenvlechtingsgaren voor de stapeling) die uitsluitend als spanelementen fungeren doordat ze op spanning worden gebracht wanneer het omhulsel op druk gebracht en afgedicht is. Het materiaal van de weefsel-15 lagen kan verschillend zijn van dat van de valdraden. Ook zijn in deze figuren lagen 23 en 24 aangeduid van een koppelings-materiaal, alsmede de lussen en hechtdraden 29 en 30 die zich vanaf de buitenvlakken 32 respectievelijk 34 naar buiten uitstrekken .

20 Het is duidelijk dat fig. 2, 2a en 2b de voortgang tonen van de algemene opeenvolging bij de fabricage van het produkt volgens de uitvinding. Zoals getekend in figuur 2a, en zoals in bijzonderheden beschreven zal worden, wordt het koppelings-middel 23 en 24 gehecht aan de buitenliggende oppervlakken 25 16 en 18 van het weefsel 14. Daarna wordt het barrièrelaagmate-riaal 12 gemonteerd en gehecht aan het koppelingsmateriaal en het onderliggende weefsel 16 en 18 om een gemonteerde kop-pelingslaag 35 te vormen, waarbij de barrièrelaag met een naad wordt gelast zoals aangeduid bij 38 om een omsluiting als om-30 hulsel te vormen. Daarna wordt het omhulsel op druk gezet met één van de beschreven gassen of combinaties van gassen.

Het materiaal van het omhulsel 12 is bij voorkeur één van de in de bovenstaande octrooien van Rudy vermelde elastomere materialen. Materialen zijn bij voorkeur polyurethaanma-35 terialen zoals polyurethaanelastomeren op basis van polyester of polyether, of polyesterelastomeer, hoewel de uitvinding niet tot die speciale materialen beperkt is. Afhankelijk van de uiteindelijke omgeving waarin het produkt wordt gebruikt, kan één van deze materialen de voorkeur verdienen boven een 83 00173.

i I

-34- ander. Warmte, vocht en bacteriën hebben bijvoorbeeld de neiging na verloop problemen te doen ontstaan. Als het produkt niet in dat type milieu wordt gebruikt, werkt een polyesterurethaan heel goed. Als het milieu zodanig is dat warmte, vocht en bac-5 teriën waarschijnlijk problemen geven, verdient polyetherure-thaan de voorkeur. Dit laatste is wat duurder en eist wat meer zorg bij de vervaardiging van het eindprodukt. Met polyether-urethaan is de hogere diffusiesnelheid in vergelijking met supergas om nog te bespreken redenen geen serieuze factor bij 10 de nieuwe produkten volgens de uitvinding. Aan het buitenoppervlak van het omhulsel kan desgewenst een betrekkelijk dun weefselmateriaal worden gehecht.

Het beschreven weefselmateriaal kan een polyamide zijn, bijvoorbeeld de vermelde nylonmaterialen, of polyestergarens 15 of materialen zoals wat onder het merk DACRON verkrijgbaar is. Polyamidematerialen hebben de neiging een grotere treksterkte te hebben en grotere slijtage- en fibrillatieweerstand dan de andere genoemde materialen maar ze eisen meer zorg bij de produktie, speciaal wanneer radiofrequente lastechnieken 20 worden gebruikt. In het algemeen is het gebruik van hoog radiofrequente energie gedurende korte tijdsperioden in vergelijking met andere typen van warmlassen, bevredigend. Het is natuurlijk bekend dat radiofrequente energie vrij nauwkeurig regelbaar is.

25 De afpelsterkte tussen het naar elkaar gekeerde garen 16 en 18 en de gemonteerde koppelingslaag 35 en de halfdoorlaat-bare elastomere barrièrelagen 12 van het omhulsel moet minstens ongeveer 3,4 kg/lineaire centimeter zijn. De voorkeurswaarden liggen tussen 4,5 en ongeveer 6,7 kg/lineaire centimeter.

30 Conventionele hechttechnieken zijn in staat maximale afpel- sterkten te bereiken van slechts ongeveer 1,4 tot 3 kg/lineaire centimeter.

Figuren 3a, 3b en 3c komen overeen met figuren 2, 2a en 2b maar illustreren een weefsel 14a waarin de valdraden 20a 35 onder hoeken zijn georiënteerd. In alle andere opzichten zijn de structuren in wezen hetzelfde.

Eén van de belangrijke maatregelen van de uitvinding is de toepassing van een sterke hechting tussen het barrièremate-riaal en het ertegenover liggende weefselmateriaal.

8300273.

t * -35-

Verwijzend naar figuren 4a en 4b, die een stuk laten zien, bevattend de beide weefsellagen 16 en 18 vezels 40 met de eruit stekende hechtdraden 42 en 46. Bij voorkeur zijn het koppelingsmateriaal en de barrièrelagen 12 van hetzelfde materiaal 5 om een optimale hechting te vormen. Het koppelingsmateriaal 23 en 24 dringt slechts de weefsellaag 16 (en 18) binnen en dringt niet in de spanelementen 20. Zo zal het koppelingsmiddel niet het gebied bezetten tussen lagen 16 en 18 dat ingenomen wordt door de spanelementen, om zo de spanelementen vrij te 10 laten werken en zonder enige beperking. Bovendien zet het elastomer e koppelingsmateriaal 35 het spangaren 20 binnen de ertegenover liggende lagen 16 en 18 met zekerheid vast, zodat ze niet zullen lostrekken en rafelen naast de snijkanten van het weefsel wanneer ze worden gesneden op de maat en vorm van 15 het gewenste produkt. Deze maatregel is bijzonder belangrijk wanneer het valtrekgaren 20 niet op een andere manier in de ertegenover liggende doeklagen 16 en 18 is vastgezet, bijvoorbeeld in een geweven driedimensionaal weefsel. De bij voorkeur toegepaste vervaardigingsmethode voor het driedimensionale 20 doek is Raschel breien met dubbele naaldstang.

De getextureerde en gekinkte geometrie van de afzonderlijke vezels heeft tot gevolg dat ze werken als miniatuur spiraal-veren. Zo worden uitgeoefende belastingen gelijkmatiger over alle vezels van het garen verdeeld, zodat de uiteindelijke 25 treksterkte van het garen ongeveer gelijk is aan de uiteindelijke treksterkte van de afzonderlijke vezels maal het aantal vezels in het garen? in het niet getextureerde garen is de uiteindelijke treksterkte slechts een kleine fractie van de uiteindelijke treksterkte van de afzonderlijke vezel maal het 30 aantal vezels per garen. Dit komt door het "domino-effekt" bij bezwijken van de afzonderlijke vezels die het zwaarst belast worden.

Er dienen andere speciale afwerkingen op de polymeerdraden te worden gebruikt dan een polijstafwerking (d.w.z. halfdof, 35 dof, enz.). Hierdoor zal de hechtsterkte toenemen en dus de afpelsterkte van de halfdoorlaatbare elastomere koppelings-matrix 35. Voorzichtigheid is echter geboden bij gebruik bij het op druk staande produkt volgens de uitvinding, omdat dit procédé zowel de treksterkte als de slijtsterkte van de span- 88 0027 3.

'< l -36- vezels 20 van de valdraad verzwakt.

Hechtmiddelen zoals Silane Ql-6106 van Dow Corning of PAPI 50 kunnen ook worden gebruikt; proeven tonen tot nu toe echter minder dan 15% verbetering in de afpelsterkte bij gebruik 5 op doek van niet getextureerd polyester of nylon 66.

Draden met een andere doorsnede dan rond (d.w.z. kruishaltervormig enz.) kunnen ook worden gebruikt om de hechtsterkte van de koppelingslaag 35 te verbeteren maar kunnen leiden tot lagere treksterkte en slijtagebestendigheid als ze gebruikt 10 worden voor het valgaren, en ze hebben de neiging duurder te zijn. Platte draden van linttype zijn meer effektief bij het beheersen van het geactiveerde diffusieprocédé. De versterking van het vezelgrensvlak (ertegenover liggende garens ingebed in de koppelingslaag) is essentieel om een hechting te berei-15 ken die bestand is tegen bezwijken door vermoeidheidsdelamina-tie. Dit wordt bereikt door flanelleren, slijpen of textureren. Verschillende textureermethoden zijn beschikbaar, bijvoorbeeld valse twist, wrijvingstwist, vulkast, randkrimpen of luchtbuik. Valse twist en warmgeharde luchtbuik verdienen de voorkeur, 20 waarbij warmgeharde luchtbuik het beste van de twee is.

De wezenlijke karakteristieken van de buitenoppervlakken van de achterliggende garens en de stapelgarens in de doek-lagen 12 zijn de volgende: de afzonderlijke draden van de ge-textureerde en/of geflanelleerde garenstrengen moeten gekinkt 25 of gebogen worden, of gevormd tot lussen, en/of selectief gebroken en uitsteken vanaf het garenoppervlak. Het platte basisgaren wordt dus vergroot in diameter en volume, wat een buitenoppervlak doet ontstaan zowel aan het bovenste als het onderste doekorgaan waarin ruimten die normaal bestaan bij de over-30 lappende doorsnijdingen van de strengen van het doek worden opgevuld of afgedekt door de lussen, strengen of vervormde draden.

Aldus is het belangrijk op te merken dat geschikt textureren van zowel het garen dat het bovenste en het onderste 35 doekorgaan vormt als het garen dat het val- of trekgaren vormt, essentieel is wil men in staat zijn de vereiste duurzaamheid en vermoeidheidssterkte van het produkt te bereiken, zoals op een andere plaats uiteengezet. Het is evenzo belangrijk, hoewel niet essentieel, dat zowel het getextureerde garen als 8900273.

-37- t * ook het gerede driedimensionale doek geschikt warmharden.

De hierboven beschreven oppervlaktekarakteristieken zijn zeer belangrijk. Bovendien is het belangrijk dat het koppe-lingsmateriaal van de elastomere koppelingslaag 35 een hoog 5 moleculair gewicht heeft (100.000 tot 500.000, ideaal 170.000 tot 350.000) en een molecuul met lange keten. Verder is het in de bij voorkeur toegepaste wijze van aanbrengen van het polyurethaankoppelingsorgaan in het bovenste en onderste weefsel, essentieel dat de warmtetoevoer gelijkmatig is over het 10 hele oppervlak, en dat de oppervlaktetemperaturen van de verwarmde tafel zorgvuldig binnen gespecificeerde grenzen worden geregeld (177 tot ongeveer 200°C voor polyurethaan). Nauwkeurige regeling van de tijd en de warmtetoevoer garandeert dat het koppelingsmateriaal de juiste viscositeit zal hebben wan-15 neer mechanische of atmosferische druk wordt uitgeoefend om het binnen te drijven in de bovenste en onderste lagen 16 en 18 van het weefsel. Als de viscositeit te hoog is, zal het materiaal niet voldoende binnendringen in de doorsnede-diepte van de garenstrengen. Als de viscositeit juist is, zal het 20 halfdoorlaatbare koppelingsmateriaal zich verplaatsen tot in het bovenste en het onderste weefsel en de afzonderlijke draden waaruit elk garen bestaat omsluiten, omgeven en eraan hechten, en tegelijk de binnendringing van het koppelingsmateriaal blokkeren en beperken tot een diepte die niet groter is dan 25 de totale dikte van ofwel het bovenste ofwel het onderste doek-orgaan 16 en 18. Het is uitermate belangrijk dat de binnendringing van de koppelingslaag 35 zich niet uitstrekt tot de binnenzijden van de weefsellagen, zodat hinder ontstaat voor de vrije beweging van de trekelementen 20 van valgaren. Dit kan 30 gebeuren als: 1) het koppelingsmateriaal niet van voldoend-gelijkmatig hoog moleculair gewicht is, 2) de temperatuur van het koppelingsmiddel niet op het juiste punt ligt op de tempera-tuur-viscositeitskromme, en 3) de buitenoppervlakken van het weefsel niet geschikt gestructureerd zijn, zoals in de boven-35 staande alinea beschreven (en ook in de verdere bespreking die nu bij de beschrijving van de figuren volgt), 4) de tijd bij temperatuur onjuist is, 5) de uitgeoefende druk onjuist is, 6) het samengestelde produkt niet wordt bevroren (afgekoeld) tot ongeveer kamertemperatuur voordat het loslaatpapier wordt 83 00 273.

* \ -38- verwijderd. Deze constructie van de doeken 16 en 18 vormt effek-tief een beheersingsmechanisme voor de binnendringing van het koppelingsmiddel. Het hoge moleculairgewicht, moleculen met lange ketens van het halfdoorlaatbare koppelingsmateriaal vlei-5 en zich rond de zeer dunne draden van het getextureerde en geflanelleerde garen, waarbij dit laatste een filter vormt om de indringingsdiepte van het koppelingsmateriaal 35 in de bovenste en onderste weefsellagen 16 en 18 te regelen en te beperken.

10 Op dit punt in de bespreking is het belangrijk verder de noodzakelijke karakteristieken van de oppervlakken van het weefsel te bespreken. Figuur 5 illustreert een afzonderlijk plat garen 50 (niet getextureerd) waar de afzonderlijke vezels of draden wezenlijk recht zijn en in een relatief compacte 15 bundel bij elkaar liggen. Er is zeer weinig open ruimte tussen de draden. Het materiaal van de koppelingslaag 35 kan niet binnendringen in de dwarsdoorsnede van het garen en bereikt dus alleen de buitenzijden van de garenbundel. Dit is niet aanvaardbaar omdat (1) de hechting te zwak is, (2) de open 20 garenbundel het proces van buitenwaartse geactiveerde diffusie versnelt in plaats van het te beperken en te beheersen.

Figuur 6 illustreert het verdere probleem met weefsels die platte garens hebben. Open ruimten 52 bestaan tussen de verschillende overlappende garens van het voltooide driedimen-25 sionale weefsel, waardoor het koppelingsmateriaal in wezen ongehinderd door de lagen 16 en 18 van het doek kan stromen naar de stapelruimte van het weefsel. De stapelgarens (trekgarens) 20 worden dus aan elkaar gelijmd en het luchtkussen zal niet gelijkmatig tot de juiste dikte opblazen. In extreme 30 situaties worden de bovenste en onderste weefsellagen 16 en 18 aan elkaar gelijmd zodat opblazen niet mogelijk is.

Figuur 7 toont een typisch individueel getextureerd garen. Lussen, hechtdraden en draadeinden 54 steken uit vanaf het oppervlak van het garen. Afzonderlijke vezels zijn gekinkt 35 of gedraaid en zijn niet recht. Het garen is opgeblazen of gebulkt en heeft een grotere diameter dan een vergelijkbaar plat garen. Vezels liggen niet bij elkaar in een compacte configuratie. Er is een aanzienlijke ruimte en openheid tussen de afzonderlijke vezels om binnendringing van koppelingsmate- 8900273 .

% * -39- riaal in het garen mogelijk te maken. Het koppelingsmateriaal kan gemakkelijk de hele dwarsdoorsnede van het garen binnendringen, om zo de afzonderlijke vezels van grote sterkte samen vast te zetten binnen de elastomere, halfdoorlaatbare matrix 5 (polyurethaan) om een uitermate sterk samengesteld materiaal te vormen. De afpelsterkte tussen het garen en de elastomere matrix is uitermate hoog vanwege de gekinkte geometrie van de vezels en de binnendringing van het elastomeer tot de volle diepte tussen de vezels.

10 Figuur 8 illustreert schematisch een weefsel 55 dat gecon strueerd is met een getextureerd garen volgens figuur 7. Dit weefsel heeft geen open ruimten tussen de overlappende garenelementen 55a en 55b die te grote penetratie van het polyurethaan koppelingsmateriaal 35 mogelijk zouden maken, zoals het 15 geval was bij het met gebruikmaking van een plat garen gemaakte weefsel van figuur 6. Zelfs met een getextureerd garen is het noodzakelijk juiste procedures te volgen bij het breien of weven van het weefsel om de juiste (niet te grote) spanning op het garen te garanderen tijdens het brei- of weefprocédé, 20 en om een gelijkmatige dichtheid van het weefseloppervlak te leveren op alle plaatsen van het weefsel. Op die manier wordt de macromoleculaire filter/penetratiebeheersingstechniek behouden en is hij zeer effektief bij het bereiken van de gewenste nauwkeurige graad van penetratie van het koppelingsma-25 teriaal 35.

Figuur 9 is een getekende weergave van een enkel garen 60 dat getextureerd is met een zeer speciaal procédé. Dit is een garen met luchtbulkbehandeling. Niet alleen is dit garen omvangrijker dan andere getextureerde garens maar het is veel 30 meer blijvend warmgehard tijdens het textureerprocédé. De warm-hardingsoperatie zet de lussen, hechtdraden en kinken 56 vast zodat ze zelfs na vele malen gestrekt te zijn en recht getrokken onder spanning en gerelaxeerd, zoals tijdens het breien of in het gerede produkt, zullen terugkeren naar hun getextu-35 reerde toestand wanneer de spanningsbelasting wordt weggenomen. Deze permanente veerachtige eigenschap kan zelfs na meerdere miljoenen cycli van spannen en ontspannen bestaan, waardoor de bestandheid tegen buigvermoeidheid en tegen slijtage van de stapel vezels (spanvezels) 20 zeer worden verbeterd. Dit 8900273.

« > -40- zal later in verdere bijzonderheden worden besproken. Voor nu is het voldoende te zeggen dat air-bulk heat set textureren ook een zeer bevredigende methode is om te helpen bij de beheersing van de macromoleculaire penetratie van het koppelings-5 materiaal 35.

Figuur 10 illustreert een weefsel 65 dat geconstrueerd is met gebruikmaking van het garen van figuur 9 met lucht bulk behandeling. De voordelen van dat weefsel zijn groter dan die van figuur 8. Zoals blijkt, is het belangrijk dat de weefsel-10 lagen vrij zijn van elke direkte ongehinderde doorgang of baan naar het kerngedeelte of middengedeelte van de weefsel-lagen.

Er kunnen andere methoden worden gebruikt voor oppervlaktebehandeling van het weefsel om de hechtingssterkte te verbe-15 teren, hoewel deze benaderingen geen voorkeur hebben. Daaronder zijn het slijpen (opruwen) van het oppervlak of het flanelleren van het oppervlak van het weefsel om lussen of hechtdraden of uitstekende gebroken strengen te doen ontstaan. De mogelijke open ruimten tussen het overlappende garen wordt dus bedekt 20 door deze spandraden en lussen van gebroken draden om minstens een gedeeltelijke macromoleculaire penetratiebeheersing van het koppelingsmateriaal te bereiken, zoals gezien in figuur 11.

Een ander benadering met minder voorkeur is een discon-25 tinue vezel te gebruiken die gesponnen is tot een garen dat minstens 70% continue draden bevat. Zo steken de discontinue draden of spandraden uit vanaf het garenoppervlak en worden de andere einden ervan vastgezet in de garen/vezelbundel, zoals geïllustreerd in figuur 12.

30 Weer verwijzend naar figuur 2 worden, vanwege de zojuist besproken structuur van vezels en garens, zoals men ziet, de buitenzijden 32 respectievelijk 34 van de weefsellagen bevolkt met een groot aantal kleine hechtdraden of lussen die bevesti-gingsplaatsen of punten 29 en 30 vormen. Deze zijn, ter illus-35 tratie, getekend als zich naar buiten uitstrekkend vanaf de buitenzijden in figuur 2, maar er dient te worden verstaan dat ze later binnen het koppelingsmateriaal worden gehecht, zoals getekend in figuur 4c. Deze bevestigingsplaatsen worden verschaft door de hechtdraadorganen die deeluitmaken van de 8800273.

i * -41- draden waaruit het weefsel is opgebouwd.

Nogmaals verwijzend naar figuren 4a en 4b bevat de garenstreng 40 een aantal hechtdraden 42 die uitsteken vanaf het oppervlaktedeel van de garenstreng. De hechtdraden kunnen lus-5 sen 44 zijn of gefragmenteerde vezelstrengen 46, of beide.

De maatregelen voor de vorming van die hechtdraden zijn reeds beschreven. De hechtdraden fungeren, zoals beschreven, om het oppervlak voor de bevestiging aanzienlijk te vergroten. De hechtdraden steken in verschillende richtingen uit, afhankelijk 10 van de wijze waarop ze gevormd zijn. Zoals getekend, zijn er hechtdraden aan de bovenzijde van de vezelstreng en bij voorkeur rond het hele oppervlak van de garenstreng.

In de bijvoorbeeld in figuur 4c aangegeven volledige structuur, worden de binnenzijden 68 van de buitenste, half-15 doorlaatbare barrièrelaag 12 gesmolten gemaakt, bijvoorbeeld met het oog op de hechting met het koppelingsmiddel 23, dat ook gesmolten wordt gemaakt aan het grensvlak bij 69. De toevoer van warmte aan het omhulsel tijdens de vervaardiging wordt bij voorkeur zo geregeld dat gesmolten zone bij 35 en het cor-20 responderende gebied van het koppelingsmiddel binnen de respectieve weefsellagen de enige delen van de structuur zijn die gesmolten worden. Deze gesmolten laag is zeer beperkt in diepte, zowel binnen de barrièrelaag als de laag van het koppelingsmiddel (d.w.z. 0,25 tot 0,5 mm diep). Met dit procédé 25 worden echter zeer sterke hechtingen verkregen.

Radiofrequente diëlektrische verwarming (in combinatie met warmteputten) is speciaal van nut bij het selectief fo-cusseren van warmtetoevoer en het regelen van wat warm wordt en wat niet. De opzet die zeer effektief gebleken is bij de 30 beheersing van de laminatie van de barrièrefolie 12 aan het koppelingsmiddel bij 35 is getekend in figuur 13. De bovenste en onderste lamineermatrijzen 70 en 71, waarvan de configuratie aangepast kan zijn aan de omtrek van het in een matrijs gesneden weefsel, bestaan uit massief koper en hebben water-35 koeling. Deze matrijzen hebben een hoogte van 2,5 tot 5 centimeter om de zone van maximale radiofrequente energietoevoer te focusseren in het horizontale middenvlak van het weefsel.

Omdat het weefsel een lage diëlektrische constante heeft, wordt het niet heet. Anderzijds zijn het materiaal van de barrière- 89 00 273.

5 i -42- folie 12 en de koppelingslagen 23 en 24 zeer polair en worden ze aan het grensvlak zeer snel verhit door radiofrequente energie. De gekoelde lamineermatrijzen vormen een warmteput om warmte weg te trekken van het buitenoppervlak van de barrière-5 folie. Het resultaat is een scherp focus van de verhitting op het gelocaliseerde grensvlak tussen de binnenzijde van de barrièrefolie 12 en de lagen koppelingsmateriaal. Dit gebied wordt snel opgewarmd tot omstreeks 177 tot 200°C, zoals blijkt uit de temperatuurschaal van figuur 19. Bij deze temperatuur 10 worden de barrièrefolie en de koppelingslaag moleculair zeer taai ten opzichte van elkaar geborgd onder de druk van de lamineermatri jzen. Dit procédé wordt het beste bereikt met de maximale praktische toevoer van radiofrequente energie in de kortst mogelijke tijd.

15 Bij de vereniging van de omhullende laag 12 (figuur 2b) en de met een laag bedekte oppervlakte van het weefselmateriaal, zoals beschreven, heeft het materiaal van de koppelingslaag de neiging te versmelten met het omhullende materiaal tot een structuur met cohesie waarin de vezeltjes stevig verankerd 20 zijn. Omdat het omhullende materiaal verenigd is met het koppelingsmateriaal en dit laatste effektief zowel al het betrekkelijk grove garen als de betrekkelijk kleine vezels en vezeltjes omgeeft of bedekt of inkapselt of erin binnendringt, is de hechtingssterkte uitzonderlijk hoog en veel hoger dan alleen 25 door het gebruik van koppelingsmiddelen kon worden bereikt.

Het is van belang dat scheiding als gevolg van de inwendige gasdruk niet blijkt op te treden aan het grensvlak tussen de twee materialen, maar als gevolg van breken of trekken van de vezels en hechtdraden ten opzichte van het koppelingsmate-30 riaal 35. Met andere woorden: de scheiding boven de waargenomen relatief hoge afpelsterkten is geen delaminatie van twee afzonderlijke lagen, zoals het geval kan zijn bij twee vellen die met lijm zijn gehecht of samen zijn gelamineerd.

De barrièrelaag 12 wordt hermetisch afgedicht door middel 35 van een las 38, figuur 2b, die zich helemaal rond de omtrek van de structuur uitstrekt om een drukdichte omsluiting te bereiken. Bij voorkeur is de omtrek van de structuur bij de las ongeveer de helft van de oorspronkelijke dikte van de doorsnede van de twee lagen barrièremateriaal. De las 38 wordt 89 00273.’ t * -43- normaal zo dicht mogelijk bij de rand van het dubbelwandige weefsel 14 gemaakt zonder dat iets van dat weefselmateriaal of strengen ervan in de las zelf wordt opgesloten. Eventuele in de las opgesloten draden zullen waarschijnlijk veroorzaken 5 dat de inrichting lekt, zoals in bijzonderheden zal worden beschreven. Zoals eerder werd opgemerkt, kan de verwijdering van weefsel of strengen in de laszone worden bereikt door eerst het koppelingsmateriaal op het weefselmateriaal aan te brengen. In sommige gevallen is het echter wenselijk de las op een ge-10 geven afstand te plaatsen vanaf de doekrand, om een stabilisatie- of drukaccumulatiebuis of sectie te doen ontstaan (figuur 32, 33a-c). Als weefselmateriaal aangebracht wordt aan de buitenzijde van het omhulsel, de andere kant dan die welke de omtrekslas vormt, dan kan niets van dat deel van het weef-15 sel of bedekkingsdoek in de las worden geplaatst.

Desgewenst kunnen de buitenzijden van het weefsel worden behandeld met chemische hechtmiddelen zoals silanen of silas-tische materialen (DOW Ql-6106) om de adhesie te verbeteren. Gebleken is echter dat chemische hechtmiddelen alleen niet 20 geschikt zijn om de benodigde afpelsterkte te leveren.

Het heeft minder voorkeur om de buitenzijden van het weefsel 14 een vlambehandeling te geven zodat het oppervlak wordt geoxydeerd en een groot aantal mechanische bevestigingsplaatsen ontstaat. Gebleken is echter dat vlambehandeling de sterkte 25 van het weefsel verder kan verlagen dan een bevredigend niveau. Structuren volgens de uitvinding met opgeblazen dikten in het gebied van 2,5 tot 12,5 mm zijn met succes opgeblazen tot boven 2 1,26 kg per cm en hebben die drukken meerdere maanden vastgehouden zonder te bezwijken. Het is volgens de uitvinding ook 30 mogelijk produkten te leveren die verschillende opgeblazen dikten hebben door een beheerst oppervlakteprofiel, d.w.z. dunner weefsel op één plaats en dikker op een andere plaats. Figuur 14 en 14a illustreren bijvoorbeeld een binnenzool 75, waarin het reeds beschreven weefsel 76 gebreid of geweven is 35 met achtereenvolgens een dik deel 77 (hieldeel) en dunne delen 79 (voorvoetdelen), gescheiden en verbonden door een schuin aflopende sectie 80. In deze uitvoering is ook een opblaas/ leegloopinrichting 81 weergegeven. Het weefsel wordt bedekt met koppelingsmateriaal en dan in een matrijs gesneden, waarbij »9 00273.

-44- het dikke weefsel het hieldeel vormt, het dunne weefsel het voorvoetdeel en de schuinlopende sectie het schachtgebied vormt van het op druk staande produkt.

In het algemeen verdient polyurethaan de voorkeur als 5 barrièrefoliemateriaal, zoals beschreven in de bovengenoemde octrooischriften van Rudy maar de andere in die octrooischriften genoemde elastomere barrièrefolies zijn ook toepasbaar. Het koppelingsmateriaal is geschikt hetzelfde urethaanmateriaal dat gebruikt wordt als buitenste barrièrelaag. Het weefsel 10 is samengesteld uit warmgeharde draden, zodat de weefsellagen nauwkeurig ten opzichte van elkaar in register blijven tijdens het hanteren en de fabricage. Zeer bevredigende resultaten zijn bereikt met gebruikmaking van draden met denier 3, een treksterkte van 3 gram per denier, omstreeks 40 draden per 15 garen en 1 tot 3 garens per streng, waarbij het weefsel opge- 2 bouwd is uit omstreeks 68 strengen of bosjes per cm , Wanneer radiofrequente verwarming wordt gebruikt om de halfdoorlaat-bare elastomeerlaag te hechten aan de met een laag koppelings-middel bedekte buitenzijden van het dubbelwandige weefsel is 20 gebleken dat verwarming van de matrijzen tot tussen ongeveer 37 en 65°C en gebruikmaking van een radiofrequentie van 27,12 megahertz, de gewenste hechting bereikt zonder nadeel voor de rest van de structuur.

Bij voorkeur is het opblaasgas supergas, hoewel de uit-25 vinding daartoe niet beperkt is. De diffusiesnelheid van lucht in het omhulsel en de verlaagde diffusiesnelheid van de super-gassen uit het omhulsel hangen samen met het oppervlak waardoor diffusie kan optreden. Het is weer nuttig in verdere bijzonderheden in te gaan op de bijvoorbeeld in figuur 2, 2a en 2b 30 beschreven constructie. Men ziet dat een groot percentage van de doorsnede van de buitenlagen van de inrichting ingenomen worden door vezels, gevormd door de buitenzijden van het weefsel, die ingebed zijn in de elastomeermaterialen van de kop-pelingsstof 35 alsmede de elastomeerbarrière (drukinsluitend 35 omhulsel) folie 12. De vezels van het weefsel bestaan uit sterk vervormde kristallijne gasbarrièrematerialen (bijvoorbeeld polyester of nylon). Diffusiesnelheden door zulke materialen zijn zeer laag. De aanwezigheid van zo een grote hoeveelheid vervormde kristallijne polymeren binnen de buitenste samenge 8900273.

* * -45- stelde koppelingsbarrièrelagen van het produkt vormt een effek-tieve beheersing of blokkering tegen verplaatsing, door het geactiveerde diffusieprocédé, van gassen in of uit het opgeblazen artikel. De snelheid van diffusie, en diffusiepompen, 5 kan worden geregeld door de constructie of dichtheid van de buitenoppervlakken van het weefsel te variëren, d.w.z. de vezels en garens waaruit de achterlaag van het materiaal bestaat. Desgewenst kan de constructie van de achtervlakken van het weefsel onafhankelijk van het stapeldeel (dooréénvlechtings-10 deel) 20 worden veranderd dat zich uitstrekt tussen de buitenzijden van het weefsel en deze verbindt. Zo kan deze nieuwe uitvoering de gewenste en benodigde eigenschappen van de elas-tomere materialen van de omsluiting behouden terwijl tegelijk de voordelen genoten worden van beheersing van diffusiesnel-15 heden en diffusiepompen, door het selectief opnemen van kristal lijne elementen in de koppelingslaag en de elastomere omsluiting. Het onmiddellijke effekt is dat er in het geval van supergas een aanzienlijke verlaging is in wat reeds een betrekkelijk lage diffusiesnelheid naar buiten het omhulsel is.

20 Het praktische effekt is dat het supergas voor een veel langere periode wordt vastgehouden. Dit is speciaal belangrijk bij dunne inrichtingen volgens de uitvinding die hoge oppervlakte/ volumeverhoudingen hebben. Het oppervlak van dunne inrichtingen volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld meer dan 40 oppervlakte-25 eenheden bedragen voor gasdiffusie in vergelijking met elke corresponderende eenheid van ingesloten gasvolume. Dit is omstreeks 4 maal groter dan de typische buisvormige bolvormige luchtkussens van de eerder genoemde octrooischriften van Rudy, en zo is het probleem van het handhaven van de gewenste 30 gelijkmatige opblaasdruk in het produkt voor de verwachte levensduur 4 maal zo ernstig.

Het secundaire effekt is dat het gebruik mogelijk is van andere gassen dan supergas of een grotere hoeveelheid van de andere gassen tijdens het aanvankelijke opblazen. Het is bij-35 voorbeeld bekend dat zuurstof een hogere diffusiesnelheid door het elastomere barrièremateriaal heeft. Stikstofgas heeft een veel lagere diffusiesnelheid en de supergassen hebben een nog veel lagere diffusiesnelheid. Omdat het weefsel zo werkt dat het beschikbare elastomere gasdoorlaatoppervlak voor diffusie 88 00 273.

-46- wordt verminderd, kunnen de langzamer diffunderende gassen als opblaasmiddel worden gebruikt, d.w.z. die gassen welke een lagere diffusiesnelheid hebben dan zuurstof. Omdat lucht ongeveer 78% stikstof bevat en ongeveer 21% zuurstof, met de 5 rest andere gassen, kan lucht als opblaasmiddel worden gebruikt in een geschikt geconstrueerd deel, omdat de diffusie van stikstof betrekkelijk langzaam is als gevolg van het verlaagde diffusieoppervlak en stelt de relatief hoge diffusiesnelheid 2 van zuurstof slechts 21% (ongeveer 0,18 kg per cm abs) van 10 de gascomponent voor. Zo is, door aanvankelijk bij betrekkelijk hoge druk met lucht op te blazen, het drukverlies in de tijd betrekkelijk klein. Het is duidelijk dat het gebruik van lucht of andere gassen met een lagere effektieve diffusie-snelheid dan zuurstof praktische voordelen biedt. De eigen-15 schappen van diffusiebarrière van het weefselmateriaal hangen samen met het feit dat het weefsel wordt vervormd en moleculair gespannen terwijl het ook in hoge mate kristallografisch is.

In beide gevallen is de cohesieve energiedichtheid zodanig dat het weefselmateriaal werkt als gasbarrière.

20 Wanneer een bijna 100% blokkering tegen diffusie vereist is, wordt een dicht geweven doek (taffeta is met succes gebruikt) geïmpregneerd met een laag urethaan met hoog smeltpunt, dat gelamineerd wordt aan een tweede laag van urethaan met lagere temperatuur. Dit samengestelde doek wordt gebruikt 25 als materiaal voor het barrièreomhulsel 12 (in plaats van ure-thaanfolie). Laminatie met gebruik van radiofrequente energie hecht de laag met lage temperatuur aan het koppelingsmiddel 48 aan buitenzijden van het weefsel. In dat geval worden kris-tallijne elementen niet alleen geleverd door de achterlaag 30 vezels in de oppervlakken van het kernweefsel, maar ook door de kristallijne vezels van de buitenste barrièrelaag van taf-fetadoek. Bij deze opbouw bestaat het hele oppervlak van de inrichting, tot aan een met inbegrip van de omtrekslas, uit dit speciale barrièreprodukt, dat selectief doorlaatbaar is 35 voor zuurstofgas uit de lucht in de omgeving, en dat werkt als barrière voor het stikstofgas uit de omgeving.

Een goede manier om enkele van de bovenstaande gedachten zichtbaar te maken over smelten van een samengesteld materiaal gevormd door een combinatie van zowel elastomere als kristallijne 8900273.

i * -47- componenten, is aan het elastomere materiaal te denken als de matrix die de kristallijne elementen samenbindt. Het elastomere materiaal zorgt voor een goede weerstand tegen buigver-moeidheid en de gewenste fysische eigenschappen van elastici-5 teitsmodulus, rek, verwerkbaarheid in de vervaardiging en warm-lasbaarheid. De kristallijne componenten zorgen voor de proportionele diffusiebarrière. Op die manier bestaan de elastomere eigenschappen van de samengestelde structuur tot aan de grenzen tussen elastomere en kristallijne elementen van de 10 structuur. Zo worden de kristallijne materialen beschermd tegen schadelijke vermoeidheidsspanningen. Warmlasbaarheid wordt bereikt binnen het binnenste elastomere oppervlaktedeel van het samengestelde barrièreprodukt. Een laskraal aan de binnenste overgang aan de omtrek van het barrièreprodukt zorgt 15 ervoor dat er geen doekweefsels blootstaan aan het inwendige drukgas zodat een lekbaan ontstaat.

Nog een voordeel van de uitvinding is de variatie van mogelijke vormen. Figuur 15 illustreert bijvoorbeeld een hiel-kussen waarin het boven- en het ondervlak plat zijn en in 20 wezen evenwijdig op afstand liggen. Dit hielstuk is anders dan de bekende hielstukken door de vlakke configuratie van de oppervlakken ervan, in tegenstelling tot de buis- of bolvormige bekende artikelen. Omdat het hielstuk volgens de uitvinding betrekkelijk dun is, kan het sterk op druk gebracht 25 worden en is het licht; het biedt belangrijke voordelen ten opzichte van de bekende hielstukken omdat het hielprofiel van het schoeisel veel dunner kan zijn, waardoor gebruik mogelijk is in vele schoentypen waaronder loopschoenen en geklede schoenen voor dames en heren. De structuur van het hielstuk 30 90 is reeds beschreven.

Figuur 16 illustreert een opgeblazen vulstuk 95 volgens de uitvinding dat, vanwege zijn vorm, soms aangeduid wordt als cobrakussen. De inwendige structuur van de inrichting is zoals reeds eerder beschreven. De eenheid kan bestaan uit een 35 middenbeen 97 en een iets korter zijbeen 99 met een open gebied 100 tussen de benen en vóór de achterste sectie 101. De eenheid 99 wordt zo in schoeisel geplaatst dat het middenbeen 97 ligt aan de middenzijde van de voet met het open gebied 100 in het algemeen onder de calcaneus. Het middenbeen bevindt 8800275.

'< \ -48- zich onder de voetboog en zorgt voor boogondersteuning terwijl de achterste sectie 101, zoals getekend, gebogen is om te passen bij de algemene contour van de hiel. De boven- en onderzijden zijn vlak en plat en liggen in het algemeen evenwijdig.

5 De inrichting heeft de eigenschap de voet te stabiliseren en ook demping en boogondersteuning te geven.

Verwijzend naar figuur 17 en 17a is een gewijzigde vorm van een opgeblazen stabilisator 110 weer weergegeven in de vorm van een cobrakussen met een middenbeen 112 respectievelijk 10 een zijbeen 113. De inwendige structuur is zoals reeds beschreven. Het midden- en het zijbeen liggen op afstand van elkaar en zijn verbonden met een achterste sectie 114 die zo gebogen is dat hij past bij de contour van de hiel. In deze uitvoeringsvorm is er een afzonderlijke opgeblazen kamer 115 vóór 15 de achterste sectie en tussen de benen. Deze opgeblazen sectie heeft een bolvormige configuratie, zoals blijkt uit figuur 17a, zodat een speciaal, onder de calcaneus gelegen dempings-element ontstaat. Het oppervlak van de bolvormige sectie ligt boven het oppervlak van de aangrenzende benen. In de weerge-20 geven uitvoeringsvorm loopt een warme las helemaal rond de omtrek van de opgeblazen kamer en is dit een kamer afzonderlijk van de buitenste delen van het stuk. Zo kunnen de buitenste delen op een bepaalde drukwaarde worden gebracht en de kamer 115 op een andere waarde, gewoonlijk een lagere druk voor com-25 fort en demping. Het middelste deel kan ook met het buitenste deel worden verbonden en zo fungeren als accumulator om in het luchtkussen verschillende belasting-doorbuigingseigenschap-pen te geven.

Verstaan wordt dat de afzonderlijke kamer 115 vervaardigd 30 kan zijn met een driedimensionaal weefselmateriaal in plaats van slechts een opgeblazen bolvormige kamer te zijn. In deze variant kan het weefselmateriaal dikker zijn dan het materiaal in het middelste been en het zijbeen voor versterkte demping en kan de opblaasdruk lager zijn voor zachtheid onder de cal-35 caneus.

Figuren 18 en 34a-b illustreren een opgeblazen structuur 120 waarin meerdere kamers 122 en 124 gevormd zijn door drie barrièrevellen 125, 126 en 127. De barrièrevellen zijn samengesteld uit een elastomeermateriaal zoals reeds beschreven, 83 00 273.

.¾ * -49- en een weefselmateriaal 128, 129, zoals reeds beschreven, is opgenomen tussen naburige vellen. Deze speciale uitvoeringsvorm van de uitvinding kan een produkt zijn waarin een kamer een binnenzool met volle lengte is en het bovenste deel de vorm 5 heeft van een hielstuk of moderator. Verder kan het bovenste deel op lagere druk worden gebracht dan het onderste deel zodat een betrekkelijk zacht bovenkussen ontstaat in contact met de onderzijde van de voet en een op sterkere druk staande on-dersectie om platdrukken te voorkomen.

10 In de uitvoering van figuur 18 kan de bovenste kamer een kleiner oppervlak hebben dan de onderste, d.w.z. het bovenste deel behoeft niet even groot te zijn als het onderste. Voor sommige produkten is het wenselijk een hielstuk te gebruiken met hogere druk dan het onderste deel omdat het geplaatst kan 15 worden in een holte in de hiel, terwijl de bovenste sectie kan fungeren als sock liner over de volle lengte. Het is duidelijk dat de uitvinding een grote variëteit biedt van mogelijke structuren en varianten ervan.

Bij wijze van voorbeeld kan het op druk staande artikel 20 worden gebruikt als insteek-sockliner over de volle lengte of over een gedeelte van de lengte. Het kan zo een configuratie hebben dat boogondersteuning wordt geleverd als een insteek-artikel of in schoeisel is ingebouwd. Het kan tijdens de vervaardiging in schoeisel geïnstalleerd worden door plaatsing 25 in een uitgespaarde holte in de middenzool of ergens anders in de schoen. Het kan geheel of gedeeltelijk ingekapseld zijn in schuim in een middenzool of elders in de schoen.

Ook dient te worden verstaan dat de vellen van het produkt verschillende gasdiffusiekarakteristieken kunnen hebben.

30 Zo hoeft slechts één oppervlaktelaag halfdoorlaatbaar te zijn voor gas en kan de andere ondoorlaatbaar zijn. Alles wat vereist is in feite dat er minstens een halfdoorlaatbare zone in de structuur is. Terwijl bij voorkeur de oppervlakken van het weefsel gelijkmatig gehecht zijn aan het ertegenover liggende 35 vlak van het barrièremateriaal, kan er een situatie zijn waarin bepaalde zones van een oppervlak niet worden gehecht of waarin geen weefselcomponent aanwezig is. Zo een typische structuur is weergegeven in figuur 17 en 17a en figuur 33a. Verder is het duidelijk dat het omhulsel kan worden gevormd uit andere 69 00273.

• i -50- aanvangsmaterialen dan velmaterialen. Andere technieken zoals blaasgieten of spuitgieten kunnen worden gebruikt om het omhulsel te vormen, gevolgd door vereniging van het omhulsel met de weefselcomponenten en dan op druk brengen. Figuren 19-5 19d illustreren zo een benadering. Daar bevat het hielstuk 130 een dikkere achterwandsectie 132 en dikkere zijwanden 133 en 134, zoals getekend. Het weefselmateriaal 14 is ook aanwezig. Verdere benaderingen omvatten vacuümvormen, slush casting, roterend gieten, blaasgieten, vulcaniseren, open giet-10 techniek en dergelijke.

Op dit punt in de bespreking is het van belang weer de unieke eigenschappen van meegevendheid te benadrukken die de nieuwe opgeblazen inrichting levert. Zoals eerder werd vermeld, dient een optimaal dempingsprodukt de maximaal mogelijke schok-15 energie te absorberen en dan het grootst mogelijke percentage van die energie terug te geven, terwijl tegelijk de schokkrach-ten tot het laagst mogelijke niveau worden verzwakt. Zo een optimale dempingsinrichting wordt gedefinieerd als een met superieure meegevendheid.

20 De manier waarop het onderhavige produkt funktioneert om een goede meegevendheid te leveren ziet men uit figuur 20, 21, 22, 23 en 24. Het luchtkussen volgens de uitvinding kan een maximale binnenkomende schokenergie absorberen, met maximale demping (goede schokverzwakking binnen een maximaal toelaat-25 bare doorbuiging) vanwege de unieke vorm van de belasting- doorbuigingskromme 150 van figuur 20. De configuratie van deze kromme 150 benadert een rechthoekige vorm, wat de ideale vorm is in vergelijking met kromme 152 die de belasting-doorbui-gingskromme voorstelt voor een opgeblazen inrichting met meerdere 30 kamers volgens de bekende techniek. Figuur 21 illustreert de energieabsorptie van het bekende produkt, voorgesteld door kromme 155, in vergelijking met de energieadsorptie van een produkt volgens de uitvinding, 156, dit laatste met ongeveer de 1/2 van de dikte van het bekende produkt.

35 Figuren 22 en 23a en 23b tonen hoe dit wordt bereikt.

In figuur 23a is de voet getekend die aanvankelijk terecht komt op het luchtkussen 160. Men ziet dat de druk in de inrichting over het hele lastdragende oppervlak aan de onderzijde van de voet kan werken, waardoor onmiddellijk een grote onder- ¢9 00 27 3 , c ï -51- steuningskracht wordt geproduceerd voordat een belangrijke doorbuiging optreedt. Naarmate de voet verder in het luchtkussen zinkt, zoals weergegeven in figuur 23b, werkt het bovenste buitenste element, dat een samengestelde structuur is van een 5 buitenlaag van weefsel ingebed in het polyurethaankoppelings-middel en de barrièrelaag, in spanning als een spilkop (trommel-kop) en ontstaat een tweede ondersteuningskracht als gevolg van de verticale componenten van de spanning in het bovenste buitenste element, aangeduid door het vectordiagram 162. Deze 10 extra ondersteuningskracht is in figuur 22 getekend als het gearceerde gebied 165.

Vanwege de efficiënte energieteruggavekarakteristiek van 1) het spilkopeffekt en 2) de zeer efficiënte, in wezen op een volmaakt gas gelijkende thermodynamische eigenschappen van het opblaasfluïdum, alsmede 3) het feit dat kussens van dit type ingebouwd kunnen worden in schoenen of andere dempings-inrichtingen zonder schuiminkapseling (wat groot bezwaar veroorzaakt voor het energieteruggavevermogen) geven de produkten van de uitvinding een groot percentage van de gedempte slag-2o energie terug in vergelijking met in schuim ingekapselde conventionele, met gas op druk gebrachte produkten, schuimmidden-zolen, Sorbathaan, gels, enz., waarbij de meeste energie in de vorm van warmte verloren gaat. In figuur 24 stelt 170 een kromme voor van de door een conventioneel, in schuim ingekap-25 seld bekend produkt geabsorbeerde energie, kromme 172 stelt de energieteruggave voor (ongeveer 40% nuttig effekt) voor dat produkt; kromme 175 stelt de door het produkt van de uitvinding geabsorbeerde energie voor, kromme 176 stelt de energieteruggave (50% tot 90% nuttig effekt) voor dat produkt voor; 30 kromme 177 is voor een schuimprodukt (30% nuttig effekt) en kromme 179 voor Sorbathaan en produkten van geltype (2% nuttig effekt).

Vergeleken met aanvragers oudere buisvormige op druk gebrachte produkt is het met het produkt van de uitvinding moge-35 lijk een gegeven hoeveelheid slagenergie in veel minder verplaat-singsruimte te absorberen. Figuur 21 toont bijvoorbeeld het produkt van de uitvinding dat dezelfde slagenergie absorbeert in de helft van de verplaatsingsafstand van het conventionele produkt, nog steeds met een als geheel uitstekende demping 89 00 273.

1 'fc -52- id.w.z. aanvaardbaar lage schokbelastingen).

De opblaasdruk is een primaire (maar niet de enige) factor die gebruikt kan worden om de vorm van de kracht-doorbuig-eigenschappen van het produkt van de uitvinding te veranderen.

5 Voor drie verschillende kussens bij drie verschillende drukken is dit uitgezet in figuur 25, d.w.z. kromme 180 voor gemiddelde druk, kromme 182 voor hoge druk en kromme 184 voor lage druk.

Men ziet dat de eenheid op hoge druk veel meer energie kan absorberen in een zeer beperkte ruimte (of doorbuiging). Kromme 10 182 in figuur 25 is identiek aan kromme 156 in figuur 21. De eenheid op lage druk voelt zachter aan maar kan in sommige gevallen platgedrukt worden.

In sommige gevallen is de sterke aanvankelijke stijging van de belasting-doorbuigingskromme bezwaarlijk. Dit gebeurt 15 in schoenen waar waargenomen comfort van primair belang is en slagbelasting gering, zoals bij schoenen voor op straat, werkschoenen voor arbeiders en ook sommige typen wandelschoenen. Er zijn verschillende manieren om een aanvankelijk zachter gevoel te produceren (behalve verlaging van opblaasdruk).

20 Enkele daarvan zijn weergegeven in figuur 26 en bijbehorende figuren 26a en 26b, Bijvoorbeeld noppen 190, staven 191 of een eierkistpatroon 192 aan de onderzijde van de moderator kunnen dit effekt bereiken door verandering van de belastings-doorbuigingskarakteristieken van de spilkop (zie de verschil-25 lende met gebroken lijn getekende delen van de grafiek). De moderator wordt met het luchtkussen van de uitvinding gebruikt met het genopte vlak in contact met het kussen of van het kussen afgekeerd. Bovendien kan door het type garen, de weefselcon-structie, de elasticiteitsmodulus van de barrièrefolie enz.

50 het ervaren comfort worden veranderd en de belasting-doorbui-ging van de inrichting.

Het is nu van belang de oplossing te bespreken voor één van de meer moeilijke problemen die ontmoet zijn tijdens het zesjarige ontwikkelingsprogramma dat de nieuwe luchtkussens 55 gebracht heeft tot de status van een betrouwbaar produkt, gereed voor de markt.

Het probleem betreft bezwijken door vermoeidheid van de spandraden (valdraden) na langdurige blootstelling aan vele cycli van ombuigen, doorbuigen, wringen en slijten. Deze ver- 69 00273, t. * -53- schijnselen werden, evenals delaminatiefouten, tijdens het beproeven van de opgeblazen elementen in vele honderden atletiek-schoenen gedurende vele duizenden beproevingskilometers door talrijke atleten van wereldklasse. Hoewel het bezwijkingsper-5 centage niet lag buiten de lijn van bezwijkingspercentages van andere onderdelen van de schoen, moet voor een opblaasbare inrichting van dit type voor hoge druk de betrouwbaarheid groter zijn dan voor andere onderdelen omdat bezwijken ertoe leidt dat het totale produkt in wezen nutteloos wordt.

10 In atletiekschoenen gebruikte luchtkussens staan bloot aan vele verschillende belastingstypen naast die welke samenhangt met eenvoudige beweging op en neer. Bijvoorbeeld afschuif-krachten als gevolg van draaien en stoppen, buigen in langs-richting wanneer de voet van de hielslag beweegt tot draaibewe-15 gingen bij de teenafzet, zijdelings buigen en torsiewringing tijdens binnenwaarts en buitenwaarts buigen. Ook wordt een zeer speciale beproevingsmachines gebruikt die de gebruikscyclus binnen de schoen simuleren ter versnelling van de kwaliteitscontrole van de luchtkussens. Deze machines lopen met betrek-20 kelijk hoge snelheid en stellen hetluchtkussen bloot aan zoveel belastingscycli in twee dagen als een atleet zou volbrengen in twee tot drie jaar beproeving. Verder zijn deze proeven veel strenger wat betreft het belastingstype, zodat twee dagen beproeving met hetgeen wij noemen de Kim flex testmachine in 25 feite ongeveer gelijk staat aan 3500 mijl marathon lopen. Een typische goed gemaakte hardloopschoen gaat niet verder mee dan ongeveer 1250 tot 2250 kilometer. De delen die de proeven doorstaan zullen dus twee of drie maal zo lang meegaan als de schoenen. Figuren 27a en 27b tonen een typisch luchtkussen 30 210, bevestigd onder de beweegbare testkop 212 en gedragen door vaste geleidingen in de vorm van rollen 213 aan weerskanten van de testkop van één van deze speciale "Kim" buig-testmachines. Men ziet dat het kussen 210 blootgesteld wordt aan zware op en neer gaande compressiebelasting en ook aan 35 ombuigen/doorbuigen alsmede enige afschuifwerking door op en neer gaande beweging van testkop 212 terwijl de rollen vast blijven staan. Samendrukking wordt verkregen door de kop 212 die het kussen tegen een geprofileerde cilinderische zitting 215 drukt, zoals blijkt uit figuur 27b. Vele van deze proeven 8900273.

'i \ -54- zijn uitgevoerd om manieren van bezwijken te isoleren. De proef is in staat nauwkeurig en snel de wijzen van bezwijken te dupliceren die men ervaart bij de werkelijke gebruiksproeven.

Het uitsluitende doel en de funktie van de valdraadgarens 5 is te werken als spanorganen om het drukmedium in te perken en de gewenste geometrische configuratie en structurele integriteit van de inrichting te handhaven. Het onderhavige bezwij-kingsprobleem was dan ook enigszins onverwacht doordat het optreedt tijdens het gedeelte van de gebruikscyclus wanneer 10 de valgarens niet onder spanning staan en geen nuttige funktie vervullen. De valgarens hebben geen doel wanneer ze niet onder spanning staan en geen compressiebelastingen dragen/ zodat ze geen hinder vormen voor de primaire funktie van het drukmedium, zijnde het dragen van compressiebelastingen.

15 Een goed ontwerp buigt zoveel mogelijk door binnen de ruimtelijke beperkingen, zodat het drukmedium schokbelastingen volledig ondersteunen en verzwakken en absorberen, en zoveel mogelijk anders verloren gaande energie teruggeven. Zodra de valgarens geen spanning meer hebben (figuur 28b) beginnen ze 20 te buigen, te spiraliseren en te vouwen. Wanneer de benedenwaartse beweging voortgaat, buigen ze en vouwen ze verder op willekeurige wijze en wrijven dus ook tegen elkaar. Tijdens dit deel van de gebruikscyclus is er een aanzienlijke beweging tussen de garenstrengen. Deze beweging wordt verzwaard door 25 schuifbelastingen (samenhangend met stoppen en draaien) die op het luchtkussen worden uitgeoefend, en ook door de langs-en dwarswringing en buiging van het kussen wanneer de atleet soms zeer zware bewegingen uitvoert tijdens het verrichten van verschillende atletiekbezigheden. Dit ombuigen en doorbui-30 gen van de valgarens wekt vermoeidheidsspanningen op in de buitenste delen van afzonderlijke vezels. Er kan beschadiging door slijtage optreden wanneer de vezels kronkelen en tegen elkaar bewegen. Onder uitermate zware belastingsomstandigheden (d.w.z. in het algemeen minder dan 2% van de normale gebruiks-35 tijd-levensgeschiedenis van het onderdeel) wordt het produkt geplet, waardoor de spanvezels hard tegen elkaar wrijven en tegen de binnenvlakken van de samengestelde, tegenover elkaar liggende lagen (figuur 28c). Na vele cycli van die verdraaiing is het mogelijk dat draden van het spangaren door vermoeidheid 69 DO273 .1 * -55- en fibrillatie bezwijken als gevolg van het herhaald samendrukken van de spanelementen wanneer platdrukken plaatsvindt (figuren 29c en 30). Sommige vezels worden verzwakt en bezwijken vervolgens onder spanning. De trekspanning in de overblijvende 5 vezels neemt toe en er vindt een ribbelingseffekt plaats wanneer achtereenvolgende vezels onder spanning bezwijken. Uiteindelijk treedt een aneurysma op. De air-bulk heat set textureer-behandeling van de vezels is effektief om bezwijken van dit type te beheersen en te voorkomen en wordt hierna uiteengezet.

10 Omdat de meeste dempingsinrichtingen van dit type bestemd zijn om te werken dichtbij hun grenzen van platdrukken, om in minimale ruimte een maximale demping te geven, treden gevallen van platdrukken op waardoor dit probleem nog ernstiger wordt.

15 Om dit probleem op te lossen is een uitgebreide analyse en laboratoriumbeproeving van dit gebrek uitgevoerd. Het mechanisme van bezwijken en de oplossingen die bedacht werden om de problemen op te lossen worden het best beschreven door in verdere bijzonderheden te verwijzen naar de serie illustra-20 ties in figuren 28 en 29. De serie van figuur 29 illustreert de manier waarop drie vezeltypen, d.w.z. 1) rechte of platte vezels 200, 2) conventioneel getextureerde vezels 201 en 3) vezels 202 met air-bulked heat-set behandeling verschillend funktioneren tijdens de benedenwaartse doorhuiging, speciaal 25 wat betreft de geplette toestand. Zoals aangegeven in figuur 28a worden, onder spanning, alle drie de vezeltypen strakgetrokken tot een rechte lijn en alle drie funktioneren ze goeddeels op dezelfde manier onder spanningsbelastingen. Zodra echter een uitwendige compressiebelasting wordt uitgeoefend, 30 buigt het luchtkussen naar beneden door en valt onmiddellijk de spanning in de valgarens weg zodat ze de ontspannen toestand (figuur 28b) ingaan. De rechte (ongetextureerde) vezel 200 funktioneert zeer zoals een zuil van Euler en begint te buigen. De conventioneel getextureerde vezel 201 (die, zoals 35 men ziet, omvangrijker is dan de rechte vezel) krijgt een kortere lengte zoals een spiraalveer. De vezel 202 na air-bulked, heat-set behandeling (omvangrijker dan de conventioneel getextureerde vezel) krimpt ook in lengte op soortgelijke manier als een veer. De geplette toestand, na meerdere miljoenen 89 06273.

-56- cycli van op en neer doorbuigen, is getekend in figuur 28c.

Men ziet dat de rechte vezel 200 een bocht vertoont. De vezel 202 is samengedrukt tot een omvangrijke, meegevende bundel van geluste en onderling gemengde vezels die in zichzelf op 5 willekeurige manier in verschillende richtingen gespiraliseerd zijn. Men ziet dat de conventioneel getextureerde vezel 201, vanwege de vele cycli van spanning en doorbuiging, teruggekeerd is tot zijn aanvankelijke toestand van voor het textureren, d.w.z. het is nu een rechte vezel en is als zodanig op zich-10 zelf teruggebogen op dezelfde manier als de andere rechte vezel in deze illustratie. Na vele cycli blootstelling aan die werking zal de vezel de neiging hebben te bezwijken, zoals hierna uiteengezet.

Een deel van een garen dat de rechte vezels bevat is in 15 figuur 29a getekend in de geplette configuratie (op 40 maal de werkelijke afmeting). Men ziet dat de vezels dicht tegen elkaar gepakt zijn in een in wezen evenwijdige, gerichte, naast elkaar liggende opstelling. De getekende compressiebelasting is getekend, uitgeoefend op de zijden van de garenbundel, zoals 20 gezien in figuur 29a en de doorsnede van figuur 29b. De vezels brengen een torsbelasting op elkaar over. Elke vezel bestaat uit een polymeer met moleculen die een lange ketting hebben, in het algemeen georiënteerd volgens de lengteas van de vezel.

Na voortgezette om- en doorbuiging tijdens de op en neer gaande 25 delen van de cyclus, in combinatie met kronkeling, wrijven en dwarsbelasting van het geplette deel van de cyclus, kan een decohesie in dwarsrichting (delaminatie) tussen afzonderlijke bundels van moleculaire ketens in het inwendige van een enkele rechte vezel optreden. Deze manier van bezwijken is 30 weergegeven in figuur 29c, welke een vergrote doorsnede is (1000 maal de werkelijke maat) van een enkele vezel uit de bundel vezels (figuur 29b). Men ziet dat, wanneer de dwarse compressiebelasting op de rechte vezel wordt uitgeoefend, de vezel de neiging heeft naar buiten te barsten op het horizon-35 tale vlak door de middenlijn en dat op scheiding gerichte trek-spanningen optreden aan de zijkanten van de vezel, met de neiging tot delaminatie en uitelkaar rafelen van de verschillende bundels van moleculaire ketens. De vezel breekt in stukken tot afzonderlijke bundels of strengen van moleculaire ketens.

89 00173.

t * -57-

Uiteindelijk worden deze kleine strengen verzwakt door vermoeidheid en bezwijken ze snel, hetzij onder spanning, hetzij bij buiging. Deze toestand ziet men in figuur 30, die een foto is van een aftast-elektronenmicroscoop van een typische fout 5 van dit type (ongeveer 1000 maal vergroot). De scheiding van een enkele vezel tot verschillende strengen (van moleculaire bundels) is zichtbaar.

Anderzijds gedragen de warmgeharde, air-bulked vezels (figuren 29d en 29e) zich anders dan de rechte vezel. Eerst-10 genoemde vezels zijn in de geplette toestand samengedrukt tot een in elkaar gedraaide massa van geluste en golvende draden.

Zo een conglomeraat van vezelmateriaal funktioneert als dem-pingselement (zoals een vilten mat), waardoor drukspanningen op elke afzonderlijke draad worden gematigd en krachten worden 15 verdeeld over het hele vezelvolume.

Als resultaat van beproeving en analyse van het juist beschreven type werd bepaald dat het van belang is met verschillende factoren rekening te houden om dit fouttype te beheersen of te voorkomen. Allereerst is het belangrijk een vezel 20 te hebben met de langst mogelijke moleculaire keten, zo veel mogelijk georiënteerd volgens de lengteas van de draad. Op de tweede plaats is het belangrijk een polymeer te gebruiken met superieure slijtagebestendigheid, zoals de industriële polyester 68L van DuPont. Nog beter worden vezels gemaakt van 25 de NYLON 66 familie, speciaal CORDURA nylon (met bijzonder lange ketens).

Op de derde plaats is het textureren van de valdraden een noodzaak ter verbetering van de slijtage en doorbuigver-moeidheid en de fibrillatiebestendigheid doordat wordt geholpen 30 bij het dempen van de belasting op elke afzonderlijke vezel en wordt voorkomen dat de draden onderworpen worden aan scherpe vouwen terwijl garens tegen elkaar bewegen. In dit opzicht is Cordura veel beter vanwege de warmgeharde textureerbehan-deling van air-bulked type die niet alleen een garen geeft 35 met een vergrote omvang maar ook met vezels die hun getextu-reerde veerachtige toestand behouden na langdurige cycli van overgang van de gespannen naar de ontspannen toestand, gevouwen toestand en weer terug naar de gespannen toestand, omdat ze in de getextureerde conditie warmgehard zijn. Andere typen 89 00273.

'* 't.

-58- getextureerde draden verliezen hun getextureerde vorm na blootstelling aan herhaalde cycli van belasting en ontlasting (zoals het gevolg was van verwarming tijdens fabricage) van het produkt en keren terug naar hun oorspronkelijke ongetextureerde, vlakke 5 garenconfiguratie. Het is om deze reden dat luchtkussens van dit nieuwe type vervaardigd van Cordura nylon een werkzaam leven vertonen dat ongeveer een orde van grootte beter is dan het normale getextureerde nylon 66 garen. Verder is het normale getextureerde garen ongeveer een hele orde van grootte 10 beter in levensduur dan het vlakke ongetextureerde trekgaren.

Er is nog een vierde belangrijke overweging om deze fouten minimaal te maken. Het is noodzakelijk gebleken een voldoende aantal vezels per oppervlakte-eenheid van de valdraden te maken om de slijtage en de dwarsbelastingskrachten verder te dempen, 15 speciaal die welke samenhangen met platdrukken met afschuiven onder zijbelasting en buiging van de platte vlakken van het luchtkussen. In dit opzicht is het minimale aantal valgaren-vezels per vierkante centimeter omstreeks 770 en het maximum omstreeks 14000.

20 Verschillende andere uitvoeringen volgens de uitvinding zijn getekend in figuur 31 en bijbehorende figuren 31a-31d om beter de verschillende dempingseigenschappen te laten zien die mogelijk zijn met verschillende typen ontwerp allemaal met dezelfde opblaasdruk. Het vulstuk 220 uit figuur 31a ver-25 toont een stijle stijging 220a in de ondersteuningskracht naarmate de doorbuiging toeneemt vanwege het kleine gasvolume dat zich in het vulstuk bevindt (d.w.z. het grootste deel van het lasdragende volume van de inrichting is ingesloten onder het belaste gebied). De verschillende compartimenten 221, 222 en 30 223 uit het ontwerp met volle lengte van figuur 31b gedragen zich op dezelfde manier (220a) en leveren een stijver gevoel in vergelijking met het gedempte produkt met volle lengte 225 van figuur 31d (zie 225a). De uitvoeringsvorm 227 van figuur 31c, met een configuratie van een hondebeen, levert primair 35 ondersteuning onder de lastdragende delen van de voet (als kostenbesparing) en heeft een tussenliggende kracht-doorbui-gingskromme 227a.

Verwijzend naar figuren 32 en 32a-32e is een andere manier om de dempingskarakteristieken te beïnvloeden en te regelen 89 00273.

f * -59- het aanbrengen van een accumulatorvolume waarin het opblaasgas in massa getransporteerd kan worden van het ene naar het andere deel van de inrichting bij uitoefening van belasting. Eén zo een accumulatortransportvolume kan liggen rond de omtrek 230, 5 zoals getekend in figuren 32, 32a en 32b. Het grotere volume 233 van figuren 32c-32e geeft natuurlijk een zachter gevoel.

De zachtheid van het aanvoelen wordt op twee manieren bereikt: 1) het extra volume buiten het belaste gebied (figuur 32e> levert een ruimte voor het opblaasgas om naar toe te bewegen 10 bij uitoefening van belasting en 3) de elastomeerfolie die de accumulator omsluit kan elastisch uitzetten en samentrekken als reactie op veranderingen in de gasdruk wanneer de belasting wordt uitgeoefend, waardoor het volume van de accumulator en de zacht reagerende dempingseigenschappen van de inrichting 15 verder worden verhoogd. Deze grotere buisvormige sectie vervult een tweede dynamische funktie evenredig met de belasting, namelijk het opvangen en vasthouden van de voet in het midden binnen de schoen.

Figuur 33 illustreert een ander en voordelig uniek middel 20 om een accumulatorvolume te maken. Dit wordt bereikt door een hybrideprodukt 250 volgens de uitvinding te nemen met inbegrip van een standaard luchtdempingssysteem met een buisvormig deel 251 in de boogzone, zoals getekend in figuren 33b en 33c en een deel 252 volgens de uitvinding. Figuur 33b toont een door-25 snede door de boogzone onder nulbelasting. Figuur 33c is dezelfde doorsnede in de belaste toestand. Figuur 33d is de be-lastings-doorbuigingsgrafiek die het conventionele prodükt 253 volgens de uitvinding laat zien (zonder het normale lucht-kussen) terwijl lijn 255 geldt voor het hybrideprodukt volgens 30 de uitvinding. Zoals aangegeven is, kunnen de buizen elastisch groeien en krimpen in afmeting (diameter) wanneer de belasting wordt uitgeoefend en verwijderd, rechtstreeks evenredig met de uitgeoefende belasting, en verandert de resulterende druk op elk moment binnen de inrichting. Er wordt een zachter 35 gevoel gegeven aan delen van het luchtkussen waar de belasting wordt uitgeoefend (hielgebied of voorvoet). Ook vindt een automatische dynamische boogondersteuning plaats, evenredig met de behoefte van de drager, onder het lengtebooggedeelte van de voet om als orthotische inrichting te helpen voor de 8900273 * i -60- beheersing van de pronator. Bij de teenafzet trekt de boogon-dersteuning zich automatisch terug uit het ondersteunende contact met de voet zodat de plantar tendons niet worden geïrriteerd wanneer die langer worden tijdens de teenafzetfase.

5 Een andere interessante configuratie betreft een meer- laags op druk gebracht produkt. Dit is getekend in figuren 34a, 34b en 18 waar de verwijzingscijfers dezelfde zijn. De twee (of meer) op druk staande lagen kunnen worden bereikt met twee afzonderlijke spannings-luchtkusseninrichtingen, 10 bovenop elkaar, met afzonderlijke omtrekslassen, allemaal zoals reeds beschreven. Een andere methode is de stapel in een enkele operatie te lamineren en de drie vellen van de barrièrefolie in een enkele operatie te lassen rond de omtrek. Voor maximaal comfort kan het bovenste deel tot lagere druk worden opgebla-15 zen dan de onderste kamer. De bovenste, met lagere druk, buigt dan makkelijker door dan het onderste deel en past zich makkelijker aan de onderzijde van de voet aan; zo ondervindt men een hoge mate van aanvankelijke contactzachtheid. De onderste kamer op hogere druk voorkomt dat de inrichting geplet wordt 20 onder hoge belastingen en geeft een groter percentage terug van de anders schadelijke en verknoeide slagenergie.

Bij sommige schoentoepassingen is een hoge mate van teen-buiging gewenst, zoals bij een wandelschoen. Dit kan worden bereikt door twee of meer afzonderlijke kussenelementen in 25 de schoen op te nemen, één voor de hiel en één voor de voorvoet, en eventueel één voor het boog/middenvoetgebied. Bij een andere methode zijn er genaaide buigingslijnen 260 die zich dwars uitstrekken over de in een matrijs gesneden weefsel-halfprodukten voorafgaande aan de laatste stap van het lami-30 neren van de barrièrefolie op zijn plaats, zoals getekend in figuren 35a en 35b. Zulke genaaide lijnen trekken het weefsel een bepaalde afstand naar beneden (1/2 tot 3/4 van de dikte van het weefsel), waarbij men oppast niet het weefsel helemaal dicht te maken, waardoor beweging van de lucht over de genaaide 35 lijn wordt uitgesloten, of een lijn van ongemak onder de voet. Een andere methode is dat noppen of staven geplaatst zijn onderaan een moderatorelement in het gebied (de gebieden) waar door-buiging wordt gewenst, zoals getekend in figuur 26a.

Om het lekkageprobleem beter te begrijpen, dat gebleken 8900273.

r » -61- is een belangrijk probleem te zijn en dat door de uitvinding wordt opgelost, wordt verwezen naar figuren 36a, 36b en 36c.

In figuren 36a en 36b is een lassectie 275 getekend, samengesteld uit lagen 275a en 275b, waarin de drukzijde 276 is. Er 5 is een enkele draad 277 getekend, die zich door de las 275 uitstrekt vanaf de drukzijde 276 naar de buitenzijde 278 op omgevingsdruk. De resterende spanning in de folie of lagen 275a en 275b heeft de neiging weg te trekken van de draad 277, resulterend in zeer kleine lekbanen 279a en 279b typisch langs 10 de zijden waar de lagen aansluiten op de draad. Zoals getekend, loopt de draad 277 helemaal door de las en dit stelt de ergste toestand voor. Lekkage kan zelfs optreden als de draad zich niet helemaal door de las uitstrekt, omdat de afstand tussen het einde van de draad en de buitenzijde van de las voldoende 15 klein kan zijn om in dat gebied snellere diffusie mogelijk te maken dan plaatsvindt in andere gebieden van de folie.

Figuur 36c illustreert een andere eigenschap van de uitvinding die het effekt is van het koppelingsmiddel bij het verminderen van lekkage langs de vezels 290. Vezel 291 is bij-20 voorbeeld één van de valdraden en is gelegen aan de zijde 295 van gasdruk van het opgeblazen produkt van de uitvinding.

Tijdens het aanbrengen van het koppelingsmiddel wordt dit laatste gesmolten en stroomt het rond de vezel, zoals aangeduid bij 297, waardoor het buitenoppervlak van de vezel effektief 25 geheel of gedeeltelijk wordt voorzien van een laag koppelings-materiaal. Hierdoor wordt passeren van gas langs de vezel of de buitenzijde daarvan, en tussen dat oppervlak en het materiaal van de barrièrefolie effektief voorkomen of aanzienlijk verminderd.

89 00 273.

Claims (55)

1. Inwendig op druk te brengen omhulsel met op afstand gelegen binnen- en buitenoppervlakken, omvattend: eerste en tweede weefsellagen die in het omhulsel geplaatst zijn zodanig dat een oppervlak van elke weefsellaag gekeerd 5 is naar een binnenoppervlak van het omhulsel, welk omhulsel bestaat uit elastomeer materiaal, terwijl elk van de weefseloppervlakken gehecht is aan het er naar toe gekeerde binnenoppervlak van het omhulsel, waarbij de weefsellagen een garenmateriaal omvatten dat 10 getextureerd is of geflanelleerd of gebulkt ter verhoging van de hechting aan de laag van het omhulsel, waarbij flexibele middelen aanwezig zijn tussen de weefsellagen om de beweging van de weefsellagen van elkaar af voorbij een vastgestelde afstand in te perken, en 15 een gas in het inwendige van het omhulsel om dat op druk te brengen.

2. Inwendig op druk te brengen omhulsel met op afstand gelegen binnen- en buitenoppervlakken voor gebruik in schoeisel, waarin het omhulsel blootgesteld wordt aan betrekkelijk hoge 20 plaatselijke en cyclische belastingen, omvattend: een weefselmateriaal met eerste en tweede weefsellagen die in het omhulsel geplaatst zijn zodanig dat elk oppervlak ervan gekeerd is naar een binnenoppervlak van het omhulsel, welk omhulsel bestaat uit elastomeer materiaal en met 25 ten minste een gedeelte dat een afgedichte naad vormt, terwijl elk van de weefseloppervlakken gehecht is aan het er naar toe gekeerde binnenoppervlak van het omhulsel, waarbij fleixibele middelen aanwezig zijn tussen de weefsellagen om de beweging van de weefsellagen van elkaar af voor-30 bij een vastgestelde afstand in te perken, welke flexibele middelen een aantal vezelstrengen omvatten die zich uitstrekken tussen de weefsellagen en die daarmee verbonden zijn, terwijl de afgedichte naad essentieel vrij is van vezel-35 materiaal van de weefsellagen en de vezelstrengen, en een gas in het inwendige van het omhulsel om dat op druk te brengen waardoor de vezelstrengen onder spanning worden 89 00273. * * -63- geplaatst om de tegenover elkaar liggende oppervlakken van het omhulsel in een vlakke configuratie te houden en waarbij het gas werkt als het medium dat drukbelastingen op het omhulsel absorbeert.

3. Een inwendig op druk gebracht omhulsel omvattend: een hermetisch afgesloten omhulsel dat ten minste een op druk gebrachte kamer bepaalt, welk omhulsel samengesteld is uit elastomeer materiaal dat in combinatie met andere delen van de structuur in hoofdzaak ondoordringbaar is voor gassen 10 met grote molecuulafmetingen en weinig doordringbaar voor zuurstof ; een samendrukbare weefselstructuur binnen die kamer, waarbij het weefsel van de samendrukbare weefselstructuur een garenmateriaal omvat dat getextureerd of geflanelleerd 15 of gebulkt is, welke samendrukbare weefselstructuur zich in hoofdzaak even ver uitstrekt als de kamer en een eerste weefsellaag omvat en een tweede weefsellaag die normaal op afstand ligt van de eerste, 20 flexibele middelen die ook samendrukbaar zijn, geplaatst tussen de lagen en deelvormend van het weefsel om de weefsel-lagen in te perken zodat ze niet meer dan een vastgestelde afstand van elkaar gescheiden worden; middelen voor de vorming van een in hoofdzaak continue 25 hechting tussen de buitenbedekking en de eerste en tweede weefsellagen; waarbij de weefsellagen ten minste gedeeltelijk ingebed zijn binnen de buitenbedekking om diffusie door die bedekking te verminderen, 30 waarbij het omhulsel ten minste een gelast gedeelte omvat, welk gelast gedeelte vrij is van vezelmateriaal van de samendrukbare weefselstructuur, en een niet polair gas met grote molecuulafmetingen in de kamer, welk omhulsel op druk gebracht is tot druk van ten minste 2 35 0,14 kg per cm waardoor in hoofdzaak alle weerstand van het omhulsel tegen samendrukking geleverd wordt door de gasdruk in die kamer.

4. Een inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 3 waarin de flexibele inperkingsmiddelen 69 00273 « i -64- de weefsellagen in een bepaalde en tevoren gedefinieerde af-standsrelatie tot elkaar houdt.

5. Een inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 4, waarin het omhulsel in hoofdzaak vrij 5 is van niet samendrukbare zones.

6. Een inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 5, waarin de eerste en de tweede weefsellagen garens omvatten waarin tot ongeveer 30% van de vezel-elementen discontinu zijn ter verbetering van de hechting aan 10 de binnenzijde van het omhulsel.

7. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 6, waarin de afpelsterkte tussen dat binnen-oppervlak en het bijpassende oppervlak van het weefsel groter is dan 3,4 kg per lineaire centimeter.

8. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 7, waarin de weefsellagen draden bevatten die samengesteld zijn uit een moleculaire structuur die overheersend kristallijn van aard is en die funktioneert als barrière tegen diffusie van gas er doorheen.

9. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens conclusie 1 of 3, waarin het getextureerde of geflanelleerde of gebulkte garenmateriaal warmgehard is.

10. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 4, waarin de weefsellagen samengesteld zijn uit 25 garenmateriaal dat behandeld is om de vorming van eventuele direkte en ongehinderde doorgangen door de kern van de weefsellagen te voorkomen.

11. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 10, waarin de flexibele middelen voor het 30 inperken van de beweging van de weefsellagen van voldoende sterkte zijn om de weefsellagen op de vastgestelde afstand te houden wanneer de gasdruk in de kamer meer bedraagt dan 2 10 kg per cm .

12. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 35 conclusies 1 tot 11, waarin de flexibele middelen voor het inperken van de beweging van de weefsellagen gevormd worden door draden die zich uitstrekken tussen en vastgezet zijn aan die weefsellagen.

13. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 89 00173 . < * -65- conclusies 1 tot 12, waarin de flexibele middelen een draadvormig materiaal zijn en de weefsellagen bestaan uit een ander materiaal dan het draadvormige materiaal.

14. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 5 12, waarin de draden samengesteld zijn uit een materiaal met goede gasbarrière-eigenschappen.

15. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 12, waarin de draden samengesteld zijn uit een georiënteerde polymeer met lange keten en hoog moleculair gewicht.

16. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 15, waarin de polymeer gekozen is uit de groep die bestaat uit Dacron 56, nylon 66 en Cordura nylon.

17. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 15, waarin de draden een halfdoffe of doffe afwerking hebben.

18. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 15, waarin de draden samengesteld zijn uit getextureerd of geflanelleerd of gebulkt en warmgehard garen, en waarin het garen een uniforme hoge mate van "loft" heeft.

19. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 20 conclusies 1 tot 18, waarin de weefsellagen geïmpregneerd zijn met een koppelingsmiddel tot een diepte die minder is dan ongeveer hun dikte, waarbij het koppelingsmiddel gehecht is aan het naar binnen gekeerde oppervlak van het omhulsel.

20. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens conclusie 25 19, waarin het koppelingsmiddel een elastomeermateriaal is en halfdoorlaatbaar voor zuurstof.

21. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 20, waarin het gas een supergas bevat.

22. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 30 conclusies 1 tot 21, waarin het elastomeer materiaal een poly-urethaanelastomeer bevat.

23. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 22, waarin het omhulsel een buitenoppervlak heeft, dat voorzien is van een eraan gehecht doekmateriaal.

24. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 23, waarin het gas een stikstofhoudend gas is.

25. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 24, waarin het omhulsel een binnenzool van SB 00273, * '* 9 -66- volle lengte is voor gebruik in schoeisel.

26. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 25, waarin het omhulsel een hielvulstuk is.

27. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 5 conclusies 1 tot 26, waarin het omhulsel een hielvulstuk van cobrakussentype is en het hielvulstuk beensegmenten heeft.

28. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 27, waarin een beensegment langer is dan het andere.

29. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 10 28, waarin de beensegmenten op afstand van elkaar liggen.

30. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 29, waarin een met gas opgeblazen kamer gelegen is tussen de benen.

31. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 15 conclusies 1 tot 30, waarin het omhulsel ten minste twee kamers bevat.

32. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 31, waarin de kamers onderling verbonden zijn.

33. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 20 31, waarin de kamers boven elkaar gelegen zijn.

34. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 31, waarin één van de kamers op een andere druk staat dan de andere kamer.

35. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der 25 conclusies 1 tot 34, waarin de oppervlakken ervan in platte relatie staan.

36. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 35, waarin het weefselmateriaal Raschel-brei-materiaal is met dubbele naaldstaaf.

37. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der con clusies 1 tot 36, waarin de flexibele middelen valdraden zijn, 2 bestaande uit ongeveer 8 tot 150 strengen per cm weefsel, en waarin de bulkdichtheid van de valdraden ligt in het gebied 2 van ongeveer 800 tot 2400 vezels of draden per cm .

38. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der con clusies 1 tot 37, waarin het omhulsel de configuratie heeft van een binnenzool met in hoofdzaak gelijkmatige dikte en het omhulsel vrij is van niet samendrukbare gebieden over de gehele lastdragende delen van die binnenzool. 8900273. ï * -67- %

39. Inwendig op druk te brengen omhulsel volgens conclusie 38, waarin de binnenzool het omtreksverloop heeft van het oppervlak van de voet dat de plantar belasting draagt.

40. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der con- 5 clusies 1 tot 39, waarin de weefsellagen ten opzichte van elkaar op afstand liggen met een bepaald omtreksverloop.

41. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 40, waarin het omhulsel een opgeblazen sectie omvat die vrij is van weefselmateriaal.

42. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 41, waarin het omhulsel ten minste een elastisch vervormbare accumulatorsectie voor gasdrukenergie bevat langs een omtrek ervan.

43. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der con-15 clusies 1 tot 42, verder omvattend een flexibel schuimmate- riaal ten minste in contact met ten minste een gedeelte van het omhulsel.

44. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 43, waarin het weefsel genaaide buigingslijnen 20 bevat.

45. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 44, verder een genopte moderator omvat waarin de noppen of ribben minstens met een deel van het omhulsel in aanraking zijn.

46. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der con clusies 1 tot 45, waarin de flexibele middelen valdraden zijn die loodrecht op de weefsellagen zijn aangebracht.

47. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 46, waarin de flexibele middelen valdraden zijn 30 die aangebracht zijn met een hoekoriëntatie ten opzichte van de weefsellagen.

48. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 47, waarin het omhulsel gevormd is uit foliema-teriaal.

49. Inwendig op druk gebracht omhulsel volgens één der conclusies 1 tot 48, waarin het omhulsel een voorgevormd omhulsel is.

50. Werkwijze voor het maken van een inwendig op druk gebrachte, uit meerdere onderdelen bestaande omhulselstructuur, 8300273. -68- ♦ 'I omvattend de volgende stappen: het kiezen van een halfdoorlaatbaar elastomeermateriaal in velvorm dat in hoofdzaak ondoordringbaar is voor niet polaire gassen met grote molecuulafmeting en enigszins doordring-5 baar voor zuurstofgas; het kiezen van een samendrukbare structuur die een eerste weefsellaag omvat, een tweede weefsellaag die normaal op afstand ligt van de eerste en middelen tussen de naar elkaar gekeerde zijden van die weefsellagen om te voorkomen dat die 10 weefsellagen verder dan een vastgestelde afstand van elkaar komen, en middelen om bevestigspunten te vormen die in hoofdzaak continu verdeeld zijn aan de buitenzijden van de weefsellagen; het impregneren van de buitenzijden van de eerste en de 15 tweede weefsellagen met een koppelingsmiddel tot een diepte die minder is dan ongeveer de dikte van die weefsellagen; het hechten van het elastomeermateriaal aan de buitenzijden zodat een hechting wordt gevormd tussen de weefsellagen en het elastomeermateriaal, welke hechting zich in hoofdzaak 20 continu uitstrekt over die buitenzijden; het afdichten van het elastomeermateriaal rond de omtrek van de samendrukbare structuur om een hermetisch afgedicht omhulsel te vormen, en het plaatsen van een gas in de kamer om dat omhulsel op 25 druk te brengen.

51. Werkwijze volgens conclusie 50, waarin het gas samengesteld is uit ten minste een niet polair gas met grote molecuul-afmetingen.

52. Werkwijze volgens conclusie 50, waarin het kiezen van 30 de samendrukbare structuur omvat het kiezen van een weefsel- materiaal waarin de vezels geflanelleerd of getextureerd zijn of gebulkt en warmgehard.

53. Werkwijze volgens conclusie 50, waarin een hechtmiddel aangebracht is aan minstens de weefsellagen voor het aanbren- 35 gen van het koppelingsmiddel.

54. Werkwijze volgens conclusie 50, waarin het koppelingsmiddel een moleculair gewicht heeft in het gebied van 100000 tot 500000 en waarin het elastomeermateriaal samengesteld is uit ten minste een polyurethaan. 89 00273 t' -69-

55. Werkwijze volgens conclusie 50, waarin de elasticiteits-modulus van het elastomeermateriaal is gecoördineerd en gecorreleerd met de opblaasdruk zodat de gewenste kracht/door-buigings-veerkarakteristiek en demping van het gerede omhulsel 5 worden verkregen. 83 00 273-