DE4001542A1

DE4001542A1 - Lasttragende daempfungsvorrichtung mit verbessertem barrierematerial zur steuerung von diffusionspumpen

Info

Publication number: DE4001542A1
Application number: DE4001542A
Authority: DE
Inventors: Marion Franklin Rudy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1990-07-26
Anticipated expiration: 2010-01-20
Also published as: ES2024737A6; IT9019096A0; PT92891B; DK15190D0; GB2227921A; PT92891A; US5042176A; NL9000123A; KR900011420A; CA2007626A1; CN1044897A; SE9000096D0; SE509730C2; CA2007626C; CN1094335C; DK15190A; BE1004230A5; DK173898B1; FR2641837A1; CH682367A5

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft lasttragende Dämpfungs vorrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine gas gefüllte Dämpfungsvorrichtung, bei der ein verbessertes Bar rierematerial verwendet wird, das die Diffusion von Stick stoff selektiv steuert und die Diffusion von Supergasen aus schließt, während eine kontrollierte Diffusion weiterer in Luft enthaltener Gase gestattet wird.

Die vorliegende Anmeldung steht in Zusammenhang mit der am 5. Februar 1988 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 07/1 47 131 ("druckbeaufschlagbare Umhüllung und Verfahren") und mit einer am selben Datum eingereichten Anmeldung, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen werden soll.

Die vorliegende Anmeldung ist eine Continuation-in-part- Anmeldung der am 19. Januar 1989 eingereichten US-Patent anmeldung Nr. 07/2 98 899.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung älterer US-Patentanmeldungen des Anmelders dar, einschließlich der US-PS 41 83 156 (vom 15. Januar 1983, "Brandsohlenkonstruk tion für Fußbekleidungsartikel"), US-PS 42 87 250 (vom 1.

September 1981, "elastomere Dämpfungsvorrichtungen für Pro dukte und Objekte") und der US-PS 43 40 626 (vom 20. Juli 1982, "Diffusionspumpvorrichtung - selbstaufblasende Vor richtung").

In der US-PS 41 83 156 ist eine Dämpfungsvorrichtung für Fußbekleidungsartikel beschrieben, die eine vorzugsweise heißgesiegelte Mantelhülle aus Elastomerfilm aufweist und die dauernd gasgefüllt und während der Herstellung unter Überdruck gesetzt bzw. druckbeaufschlagt wird. Der Gegen stand der US-PS 42 87 250 ist allgemeiner und betrifft andere Arten von Dämpfungserzeugnissen, d.h. Stoßdämpfer, Prellvorrichtungen, Verpackungszwischenlagen, Kopfschutz vorrichtungen, Tür- und Fensterdichtungen, Sportmatten, Matratzen, Personenschutzpolsterungen, etc. Bei diesen älteren Erzeugnissen werden thermoplastische Elastomerfilme mit den beschriebenen physikalischen Eigenschaften verwendet und mit neuartigen Aufblas- bzw. Füllgasen, d.h. "Super gasen", wie dort beschrieben aufgefüllt bzw. aufgepumpt, um einen Langzeitüberdruck bei relativ hohen Drücken zu erzie len. Bei dem Verfahren zur Erzielung dieser im wesentlichen dauernden Füllung für die Nutzdauer der Erzeugnisse wird das neuartige Verfahren des Diffusionspumpens verwendet, das in der erwähnten US-PS 43 40 626 im einzelnen beschrieben ist.

Irgendeine Form eines dauernden Aufblasens und die Technik hierzu sind für eine Marktakzeptanz eines gasgefüllten Erzeugnisses oder von Luftkissenelementen wichtig, die bei Fußbekleidung verwendet werden sollen. Hierzu seien folgende Beispiele genannt:

1) Sämtliche Ventilsysteme lecken in einem bestimmten Aus maß, selbst wenn sie neu sind, und noch viel stärker, wenn sie verschmutzt sind. Aufgrund des geringen Volu mens des gasgefüllten Teils bewirken selbst kleine Lecks einen nichtannehmbaren Druckverlust und gleich zeitig einen Verlust der Dämpfung, Elastizität und Abstützung.
2) Eine zweckmäßige Dämpfung erfordert, daß das Luftkissen oder gasgefüllte Erzeugnis einen ziemlich genau gesteuerten bzw. eingestellten Überdruckpegel beibe hält, d.h. sich lediglich innerhalb weniger Pfunde (weniger kg) des gewünschten Drucks bzw. sich wenig ändert.
3) Der Benutzer ist gewöhnlich ungeduldig und nimmt sich nicht die erforderliche Zeit oder Mühe, den zweckmäßi gen Aufblas- bzw. Fülldruck in der Vorrichtung beizu behalten.
4) Die Kosten des Luftkissens bzw. -polsters oder Erzeug nisses mit einem Ventilsystem haben die Tendenz, hoch zu sein. Dies beruht nicht nur auf den Kosten des Ven tils, sondern der Benutzer muß auch mit einer Pumpe und einem Druckmesser versehen werden, die beide kost spielig sein können.
5) Das Luftkissen oder die gasgefüllte Vorrichtung können leicht unter zu hohem Druck und durch den Benutzer beschädigt oder zerstört werden.
6) Der Aufbau eines nichtgeeigneten Überdrucks oder eines Unterdrucks können zu einer Verletzung des Benutzers führen.
7) Die Pumpe und der Druckmesser können dem Benutzer nicht zur Verfügung stehen, wenn er diese benötigt.
8) Bei Dämpfungsvorrichtungen mit kleinen Volumina, wie z.B. bei Dämpfungselementen für Fußbekleidung, ist das Volumen so klein und der Druck so hoch, daß eine Druckablesung unter Verwendung eines üblichen Bourdon druckmessers zu einem Druckabfall zwischen 2 und 5 Pfund (0,9 bis 2,3 kg) führt. Der Benutzer muß somit lernen, um 2 bis 5 Pfund (0,9 bis 2,3 kg) zusätzlich aufzublasen, bevor er eine Ablesung durchführt. Dies kann eine komplizierte bzw. heikle Vorgehensweise, insbesondere für kleinere Kinder, sein.
9) Bemühungen zur Herstellung eines Gasbarrierenmantels, der aus einer mehrlagigen Film-Sandwichanordnung mit einer bestimmten Art von Barrierelager in der Sand wichanordnung besteht, führen aufgrund einer Schichtabspaltung bzw. Delamination benachbart den Verschweißungen oder in einem Bereich mit hoher Biege beanspruchung unweigerlich zu einem Versagen.

Bei diesen Vorrichtungen ist es wichtig, das Diffusions pumpen zu verwenden, da es zur Herstellung eines prakti schen, lange Zeit unter Überdruck stehenden Dämpfungselemen tes erforderlich war, einen thermoplastischen Elastomer mantelfilm zu verwenden, der bestimmte spezifizierte physi kalische Eigenschaften besitzt, d.h. eine gute Verarbeitbar keit, gute Heißsiegeleigenschaften, eine sehr gute Dauer festigkeit bei wiederholter Anwendung vergleichsweise hoher zyklischer Belastungen sowie zweckmäßige Eigenschaften der Zugfestigkeit, des Durchstechwiderstands, der Reißfestigkeit und Elastizität. Da diese praktischen Erwägungen den Barri ereeigenschaften (Widerstand bzw. Beständigkeit gegen Diffu sion von Füllgasen nach außen) des Films vorangingen, war es erforderlich, mit Supergas(en) aufzublasen und Diffusions pumpen mit Luft zu verwenden, um die Beibehaltung des Innen drucks innerhalb der Konstruktionsgrenzen zu unterstützen. Gute Barrierematerialien wären zum Beibehalten des Füll drucks erwünscht gewesen. Sie sind jedoch notwendigerweise von der Struktur her kristallin und haben somit sehr unzu reichende und nicht annehmbare physikalische Eigenschaften, insbesondere was die Heißsiegelbarkeit, Dauerfestigkeit oder Ermüdungsbeständigkeit und Elastizität anbelangt. Daher konnten sie nicht für diese Anwendungsfälle verwendet wer den. Mit anderen Worten, eine der Erwägungen bei der Auswahl von Barrierefilmmaterialien war die Tatsache, daß Füllgase mit relativ großem Moleküldurchmesser wie die erwähnten Supergase als Füllgas verwendet wurden und die Filmmateri alien diejenigen waren, die die Supergase zurückhalten wür den, aber die Diffusion von Gasen mit kleineren Molekül durchmessern wie von in der Luft vorhandenen Gasen gestat ten, deren Zusammensetzung Stickstoff (78%), Sauerstoff (20,9%), Kohlendioxid (0,033%), Argon (0,934%) und die übri gen Gase (Neon, Helium, Krypton, Xenon, Wasserstoff, Methan und Stickstoffoxid) ist, die zusammen etwa 30 ppm der Um gebungsluft ausmachen.

Das in der US-PS 43 40 626 beschriebene Diffusionspumpen ist wie folgt. Ein Paar von selektiv permeablen, dünnen Elasto merlagen oder -bögen wird bei gewünschten Intervallen längs Schweißlinien zusammengeschmolzen bzw. versiegelt, um eine oder mehrere Kammern zu bilden, die später mit einem Gas oder einem Gemisch von Gasen auf einen vorgeschriebenen Überdruck gefüllt werden. Das oder die ausgewählten Gase haben sehr niedrige Diffusionsraten durch die permeablen Schichten oder Lagen zur Außenseite der Kammer(n), wobei der Stickstoff, Sauerstoff und Argon der Umgebungsluft relativ hohe Diffusionsraten durch die Lagen in die Kammern haben, was zu einer Zunahme des Gesamtdrucks (potentielles Energie niveau) in den Kammern führt. Dieser ergibt sich aus den Diffusionspumpen und ist die Summe der Partialdrücke des Stickstoffs, Sauerstoffs und Argons der Luft plus dem Par tialdruck des oder der Gase in den Kammern.

Da Diffusionspumpen mit Supergas als Füllgas auf der Diffu sion der Gasbestandteile von Luft in den Mantel beruht, ist damit ein Zeitraum verbunden, bis ein stabiler Innendruck erzielt wird. Beispielsweise diffundiert Sauerstoffgas ziem lich rasch in den Mantel, gewöhnlich in einem Zeitraum von Wochen. Die Wirkung besteht in einer Erhöhung des Innen drucks um etwa 2,5 psi (17.250 Pa). Während der nächsten Monate diffundiert dann Stickstoffgas in den Mantel und die Wirkung besteht in einer allmählichen Erhöhung des Drucks um ein Inkrement von etwa 12 psi (82.750 Pa). Ein zweiter Effekt tritt aufgrund der Elastomernatur des Films und auf grund einer Zugrelaxation auf, die bisweilen als Kriechen bezeichnet wird. Die allmähliche Druckzunahme bewirkt eine Volumenzunahme des Mantels von etwa 20% über dessen ursprüngliche Konfiguration hinaus, bis eine stabile Konfi guration erzielt wird. Die eigentliche Wirkung ist, daß der Innendruck während einer Zeitdauer um etwa 14 psi (96.500 Pa) zunimmt und sich das Volumen der Mantelgeometrie durch die Expansion ändert. In der Praxis sind diese Geometrie änderungen durch kontrollierte bzw. gesteuerte Herstellungs techniken kompensiert worden, um ein effektives Erzeugnis zu liefern. Nichtsdestoweniger hat die Geometrieänderung die Konstruktion der gasgefüllten Erzeugnisse beeinträchtigt, deren Geometrie genau gesteuert werden muß.

Es sei daran erinnert, daß das Ziel darin bestand, ein gas gefülltes Erzeugnis zu liefern, das zusätzlich zu den übrigen in den angegebenen älteren Patenten beschriebenen Vorteilen mit einem Dämpfungsgefühl ausgestattet war, wobei ein zu starkes Füllen oder Aufpumpen zur Erzeugung eines eher harten Erzeugnisses als eines Dämpfungselementes führte. Ein weniger starkes Füllen zur Kompensation der späteren Zunahme des Innendrucks führte zu einem Erzeugnis, das eher "ohne Boden" war, als als Dämpfungselement wirkte. Die Druckzunahme über einen Zeitraum von Monaten stellte eine Überlegung dar, die dazu führte, daß anfangs der Mantel mit einem Gemisch von Supergas und Luft gefüllt wurde, um ein Produkt zu liefern, das nicht zu stark gefüllt war und somit am Anfang das gewünschte Dämpfungsgefühl lieferte. Dies führte indessen nicht zur Ausschaltung der Volumen zunahme aufgrund der Zugrelaxation. Das Erfordernis, vorbe stimmte Mengen von Supergas und Luft zu mischen, um das Dämpfungsgefühl zu liefern, machte das Herstellungsverfahren kompliziert.

Die erreichten Ziele der älteren Diffusionspumptechnologie bestanden darin, ein außergewöhnlich haltbares, zuverläs siges, dauerbeständiges und langlebiges Mittel zu erzeugen und zu perfektionieren, um die Partialdruckenergie der Füll gase einschließlich der Umgebungsluft zu extrahieren, und um diese potentielle Energie zu verwenden oder umzuwandeln, um bei verschiedenen Erzeugnissen nützliche Arbeit auszuführen.

Während Diffusionspumpen unter Verwendung von Supergasen und nichtkristallographischem Elastomerfilmmaterial zufrieden stellend funktioniert hat, ist ein verbessertes Erzeugnis erwünscht. Beispielsweise sind viele Millionen von Fußbe kleidungs- bzw. Schuhpaaren in den letzten zehn Jahren in den Vereinigten Staaten und in der ganzen Welt unter dem Warenzeichen "Luftsohle" und weiteren Warenzeichen der Nike Shoe Company verkauft worden. Diese Erzeugnisse der Nike Shoe Company werden entsprechend einem oder mehreren der oben erwähnten Patente hergestellt und sie werden im allge meinen als Fußbekleidung von sehr geschätzter Qualität mit den Vorteilen eines gasgefüllten Teils mit langer Lebens dauer angesehen, die gegenüber konkurrierenden Fußbe kleidungserzeugnissen praktische Vorteile bietet. Es wird angenommen, daß die Ausfallrate aus sämtlichen Gründen ein schließlich eines zufälligen Durchstoßens weniger als 0,001% ist. Selbst dann ist Raum für eine Verbesserung der derzeit handelsüblichen Ausführungen der obigen Patente, wie erör tert wird.

Es ist vom Stand der Technik her bekannt, bestimmte Arten von Kunststoffen zu verwenden, die für die Diffusion von Sauerstoff oder Kohlendioxid im wesentlichen impermeabel sind. Gewöhnlich sind diese Kunststoffe Polycarbonatmateri alien, die bei Kunststoffflaschen der Getränkeindustrie ver wendet werden, oder Saran (Copolymersiat aus Vinyliden chlorid, Vinylchlorid und Acrylnitril), PVAC (Polyvinyl acetat) oder PET (Polyethylenterephtalat). Die Schwierigkeit bei Polycarbonat und ähnlichen vollkommen impermeablen Kunststoffmaterialien besteht in der relativ niedrigen Dauerfestigkeit und der Schwierigkeit der Bildung von Hoch frequenz- oder HF-Schweißungen. Wenn beispielsweise ein gas gefülltes und unter Überdruck gesetztes Erzeugnis aus diesen Materialien einer starken Biegungsermüdung ausgesetzt wird, versagt dieses Teil nach einigen Minuten oder Stunden des Gebrauchs. Um derartige Materialien abzudichten, ist es gewöhnlich erforderlich, die sich gegenüberliegenden Kunst stoffe bis zum Schmelzpunkt zu erwärmen, um ein gewisses Fließen herbeizuführen. Dies führt dazu, daß es bei diesen Material schwierig, wenn nicht unmöglich ist, eine vorbe stimmte Geometrie zu halten und mittels Wärmeschmelzen dichte, feste und gute Schweißstellen zu erzielen. Diese Materialien sind von der Natur her nicht polar und sie kön nen gewöhnlich nicht erfolgreich HF-verschweißt werden.

Wenn stark dauerfeste, leicht schweißbare, heißsiegelbare und vulkanisierbare Elastomermaterialien verwendet werden und das Druckgas Luft oder andere Gase wie Stickstoff, Kohlendioxid, Argon, Xenon oder herkömmliche Freon-Kühlgase sind, diffundieren die letzteren gewöhnlich rasch durch diese Materialien. Das Problem wurde durch die ältere Diffu sionspumptechnik und die Verwendung von "Supergas(en)" mit Elastomerbarrierematerialien gelöst, wobei sich die Vorteile der umgekehrten Diffusion von Sauerstoff und Stickstoffgas aus der Umgebungsluft in das Teil ergaben. Für eine Zeit dauer war dies eine fast perfekte Kompensation für die Volumenzunahme des Teils, die sich aus den Zugrelaxations eigenschaften des Elastomerbarrierematerials ergaben. Wenn das Teil jedoch auf einen relativ niedrigen Fülldruck druck beaufschlagt werden, sollte, wie dies bei "modischer Fuß bekleidung" im Gegensatz zu "Zweckfußbekleidung" ist, führte das Diffusionspumpen von Umgebungsluft zu einer nichtannehm baren großen Druckänderung (Zunahme) während der Anfangszeit des Erzeugnisses. Dieses und weitere Probleme sind durch die Erfindung gelöst.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gasge füllte Dämpfungsvorrichtung mit einer längeren Lebensdauer bei dem von der Konstruktion her vorgesehenen Innendruck vorzusehen, die in bezug auf den Dauerinnendruck und außer dem auch in bezug auf die Geometrie sehr genau gesteuert werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen auch die Zug relaxationseigenschaften des Mantelfilms besser an den Gas strom nach außen angepaßt werden, wodurch das Beibehalten eines konstanteren Fülldrucks über die Lebensdauer des Erzeugnisses hinweg unterstützt wird.

Es soll dabei das Einströmen von Umgebungsluft während frü her Stadien (6 bis 24 Monate) des Diffusionspumpens verlang samt werden, wodurch die Tendenz zu einem zu hohen Druck bei bestimmten Arten der Vorrichtungen oder das Entstehen all mählicher und unerwünscher Geometrieänderungen herabgesetzt wird.

Es sollen auch erfindungsgemäß besser verfügbarere, leich tere und weniger kostspieligere Gase als eingeschlossenes bzw. Haltegas verwendet werden.

Es sollen auch ausgewählte Mantelfilme verwendet werden kön nen, die für einige Anwendungsfälle überlegen und/oder weni ger kostspielig sind.

Außerdem soll die erfindungsgemäße gasgefüllte Dämpfungsvor richtung praktisch sein und mit Luft oder Stickstoff oder einer Kombination davon unter Druck gesetzt werden können, wobei die Fülleigenschaften während der Benutzungsdauer beibehalten werden können, während die Vorrichtung den für derartige Dämpfungsvorrichtungen vorgesehenen Arbeitszyklus durchläuft.

Diese Aufgabe ist durch die Erfindung bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 56 und bei einem Ver fahren mit den Merkmalen des Anspruchs 31 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung bezieht sich somit auf lasttragende Dämpfungs vorrichtungen (pneumatische Hüllen oder Kapseln) mit einem neuartigen Mantelfilm, der die erforderlichen physikalischen Eigenschaften eines thermoplastischen Elastomerfilms mit dem zusätzlichen Merkmal verbesserter Barriereeigenschaften in bezug auf Stickstoffgas und die Supergase aufweist. Diese Filme sind so formuliert bzw. angesetzt, daß sie die Rate der Auswärtsdiffusion bestimmter festgehaltener bzw. einge schlossener Gase (im folgenden Haltegase) wie z.B. von Stickstoff und den Supergasen durch den Mantel sowie das Diffusionspumpen weiterer Gase, d.h. von mobilen oder beweg lichen Gasen wie Sauerstoff, Kohlendioxid und der übrigen erwähnten, in der Umgebungsluft vorhandenen Gase nach innen in die unter Überdruck stehenden Vorrichtungen selektiv steuern.

Gewöhnlich sind die gemäß der Erfindung verwendbaren Barrierematerialien vorzugsweise von der Art her thermo plastisch, elastomer, polar und so verarbeitbar, daß Erzeug nisse mit den zu erörternden verschiedenen Geometrien gebil det werden. Die Barrierematerialien gemäß der Erfindung sollten das Haltegas während eines relativ langen Zeitraums der Gebrauchsdauer, z.B. zwei Jahr lang oder länger, im Man tel enthalten. Beispielsweise während einer Zeitdauer von zwei Jahren sollte der Mantel nicht mehr als etwa 20% des anfänglichen Füllgasdrucks verlieren. Dies bedeutet in der Tat, daß anfangs auf einen stationären oder Dauerdruck von 20 bis 22 psig (137.900 bis 151.700 Pa) gasgefüllte Erzeug nisse den Druck im Bereich von etwa 16 bis 18 psig (110.300 bis 124.100 Pa) halten sollten.

Außerdem sollte das Barrierematerial flexibel, relativ weich, nachgiebig, dauerfest bzw. ermüdungsbeständig und schweißbar sein, so daß wirksame Abdichtungen im wesent lichen durch eine molekulare Querverbindung bzw. Vernetzung gebildet wird, die gewöhnlich durch Hochfrequenz, d.h. HF- Schweißen erreicht wird. Besonders wichtig ist die Fähigkeit des Barrierefilmmaterials, ohne Ausfall, insbesondere im Bereich der Filmdicke von zwischen etwa 5 mils (0,127 mm) bis etwa 50 mils (1,270 mm), einer hohen zyklischen Be lastung zu widerstehen. Von der Art her kristallographische Filmmaterialien neigen nicht zu einer Dauerfestigkeit, obwohl die Barriereeigenschaften allgemein ziemlich gut sind. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Barrierefilm materials ist, daß es unter Verwendung der Massenfertigungs techniken in verschiedene Formen verarbeitet werden kann. Zu diesen bekannten Techniken gehören Blasverfahren, Spritz gießen, Sturz- oder Eintauchgießen, Vakuumgießen oder - formen, Rotationsgießen oder -formen, Preßspritzformen oder Spritzpressen und Druckformen, um nur einige dieser Techni ken zu erwähnen. Diese Herstellungsverfahren führen zu einem Erzeugnis, dessen Wände im wesentlichen Filmeigenschaften aufweisen und dessen Querschnittsabmessungen in verschie denen Bereichen des Erzeugnisses verändert werden können, wobei sie jedoch insgesamt im wesentlichen filmartige Eigen schaften aufweisen.

Außer den obigen Eigenschaften, die für eine wirksame Ver wendung des einen Mantel bildenden Barrierematerials wichtig sind, ist die insgesamt wichtige Eigenschaft vorhanden, daß bewegliche Gase durch den Film kontrolliert diffundieren und Haltegase im Inneren des Mantels zurückgehalten werden. Erfindungsgemäß sind nicht nur die Supergase als Haltegase verwendbar, sondern aufgrund der verbesserten Art der Barriere ist auch Stickstoffgas ein Haltegas. Das primäre bewegliche Gas ist Sauerstoff, der relativ rasch durch die Barriere diffundiert, und die übrigen in der Luft vor handenen Gase, ausgenommen Stickstoff. Die praktische Wirkung, ein Barrierematerial vorzusehen, für das Stick stoffgas ein Haltegas ist, ist wichtig.

Beispielsweise kann der Mantel anfangs mit Stickstoffgas oder einem Gemisch aus Stickstoffgas und einem oder mehreren Supergasen oder mit Luft gefüllt sein. Wenn er mit Stick stoff oder einem Gemisch aus Stickstoff und einem oder mehreren Supergasen gefüllt ist, beruht das Inkrement des Druckanstiegs auf der relativ raschen Diffusion von haupt sächlich Sauerstoffgas in den Mantel, da das Haltegas im wesentlichen im Mantel zurückgehalten wird. Dies führt wirk sam zu einem Druckanstieg von nicht mehr als etwa 2,5 psi (17.250 Pa) über den anfänglichen Fülldruck hinaus und er gibt einen relativ mäßigen Volumenzuwachs des Mantels von zwischen 1 bis 5%, abhängig vom Anfangsdruck.

Wenn Luft als Füllgas verwendet wird, neigt Sauerstoff dazu, aus dem Mantel heraus zu diffundieren, während der Stick stoff als Haltegas zurückgehalten wird. Bei diesem Beispiel führt die Diffusion von Sauerstoff aus dem Mantel und das Zurückhalten des Haltegases zu einer Abnahme des stationären Drucks über den Anfangsfülldruck hinaus. Wenn beispielsweise am Anfang mit Luft auf einen Druck von 26 psig (179.250 Pa) gefüllt wurde, ist der Druckabfall dann etwa 4 psig (27.600 Pa), um den Partialdruck von Sauerstoffgas auf jeder Seite der Barrieremantelwand auszugleichen. Der Druckabfall neigt auch dazu, einen frühen stationären Zustand in bezug auf die Zugrelaxation oder Kriechen herzustellen, wobei Kriechen herabgesetzt oder ausgeschaltet ist, da es keine weitere Zunahme des Anfangsdrucks gibt.

Es ist somit in der Praxis gemäß der Erfindung wichtig, ein Barrierematerial vorzusehen, das auf wirksame Weise diesel ben gewünschten Eigenschaften wie oben beschrieben aufweist, das aber die zusätzliche Eigenschaft hat, eine Barriere für Stickstoffgas darzustellen. Wie bereits festgestellt wurde, besteht die Tendenz, daß Kunststoffmaterialien oder schicht weise angeordnete oder zusammenextrudierte bzw. gespritzte Kombinationen von Kunststoffmaterialien, die auch als Bar rieren für Sauerstoff wirksam sind, von der Art her im wesentlichen kristallin sind und ihnen die Dauerfestigkeit fehlt, die für Erzeugnisse benötigt wird, die erfindungs gemäß in Betracht gezogen werden und die relativ hohen zyklischen Belastungen während vergleichsweise langer Zeiträume ausgesetzt sind.

Bei Barrierematerialien, die die gewünschten Barriereeigen schaften und die übrigen gemäß der Erfindung benötigten Eigenschaften aufweisen, handelt es sich um solche Materia lien, die im wesentlichen von der Art her elastomer und polar sind und die die Eigenschaften aufweisen, daß sie relativ flexibel und biegsam sind und eine hohe Dauerfestig keit aufweisen, während sie ebenfalls ausreichend kristal line Eigenschaften besitzen, um eine Diffusion von Stick stoffgas und der Supergase durch den Mantel verhindern. Diese kristallinen Eigenschaften können auf einem von ver schiedenen Wegen gegeben werden, einschließlich einer mecha nischen kristallinen Barriere oder einer molekularen kri stallinen Barriere, um die Diffusion der Haltegase zu ver hindern. Verschiedene derartige Film- und sonstige Arten von Materialien werden im einzelnen beschrieben.

Es ist somit offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Vor richtung und das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem Stand der Technik wie oben beschrieben verschiedene Vorteile aufweisen.

Die Erfindung hat auch viele weitere Vorteile und Ziele, die sich aus der Betrachtung der verschiedenen möglichen Ausfüh rungsformen ergeben.

Derartige Ausführungsformen sind in der Zeichnung dargestellt und werden zur Erläuterung der allge meinen Grundgedanken der Erfindung im einzelnen beschrieben. Diese Beispiele und Erläuterungen sollen jedoch nicht als die Erfindung einschränkend angesehen werden. In der Zeich nung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines gasgefüllten Absatzbasis- oder Unterlegteils gemäß der Erfindung zur Ver wendung beispielsweise in einem Fußbekleidungs artikel, bei dem ein kristallines Gaze/Gewebe- oder Maschenmaterial in einem Grundelastomerfilm der Mantelhülle eingebettet ist,

Fig. 2 eine Draufsicht einer Vorrichtung ähnlich der jenigen von Fig. 1, bei der die Verwendung eines engere Abstände aufweisenden, kristallinen Gaze/Gewebematerials veranschaulicht ist,

Fig. 3 eine Draufsicht einer Vorrichtung ähnlich der jenigen von Fig. 2 mit einem noch engere Abstände aufweisenden, kristallinen Gaze/Gewebematerial,

Fig. 4 eine schematische Draufsichtdarstellung eines im Grundmantelfilm eingebetteten kristallinen faden artigen Materials,

Fig. 4A eine Schnittansicht längs Linie 4A-4A von Fig. 4,

Fig. 5 eine Draufsicht eines kristallinen fadenartigen Materials mit dichterem bzw. engeren Abstand zwischen den im Grundhüllfilm eingebetteten Fäden,

Fig. 5A eine Schnittansicht längs Linie 5A-5A von Fig. 5,

Fig. 6A und 6B Schnittansichten, die einen frühen und

nicht erfolgreichen Versuch der Schichtanordnung eines Barrierefilms auf einem Elastomerfilm für eine unter Druck stehende Dämpfungsvorrichtung veranschaulichen,

Fig. 7 eine Draufsichtdarstellung, die eine weitere Aus führungsform der Erfindung mit einem kristallinen Partikelmaterial im Grundelastomermaterial veran schaulicht,

Fig. 7A eine Schnittansicht längs Linie 7A-7A von Fig. 7,

Fig. 8 eine Draufsicht eines vakuumgeformten, blasge formten oder sturz- bzw. eintauchgegossenen Absatzbasis- oder Unterlegteils gemäß der Erfin dung, die das Erzeugnis nach der Entfernung aus der Form veranschaulicht,

Fig. 8A eine Schnittansicht längs Linie 8A-8A von Fig. 8,

Fig. 8B eine Schnittansicht längs Linie 8B-8B von Fig. 8,

Fig. 8C eine Schnittansicht längs Linie 8C-8C von Fig. 8,

Fig. 8D eine Endansicht, längs Linie 8D-8D von Fig. 8 gesehen,

Fig. 8E eine Seitenansicht, längs Linie 8E-8E von Fig. 8 gesehen,

Fig. 9 eine Draufsicht des fertiggestellten Absatzbasis oder Unterlegteils von Fig. 8, nachdem die Heiß siegelung und das Finishen oder Fertigmachen beendet worden sind,

Fig. 9A eine Schnittansicht längs Linie 9A-9A von Fig. 9,

Fig. 9B eine Schnittansicht längs Linie 9B-9B von Fig. 9,

Fig. 9C eine Schnittansicht längs Linie 9C-9C von Fig. 9,

Fig. 9D eine Endansicht, längs Linie 9D-9D von Fig. 9 gesehen,

Fig. 10 eine Draufsicht eines Absatzbasis- oder Unterleg teils ähnlich demjenigen von Fig. 9, bei dem jedoch das Hinzufügen eines dritten Films während des Heißsiegelns zur Bildung eines dreiteiligen Basis- oder Unterlegteils veranschaulicht ist,

Fig. 10A eine Schnittansicht längs Linie 10A-10A von Fig. 10,

Fig. 11 eine Draufsicht eines Absatzbasis- oder Unterleg teils ähnlich demjenigen von Fig. 8, bei dem ein zusätzliches dehnbares Element vor dem abschließenden Begrenzungsheißsiegeln an der Basis bzw. dem Unterlegteil angebracht ist,

Fig. 11A eine Schnittansicht längs Linie 11A-11A von Fig. 11,

Fig. 11B eine Schnittansicht längs Linie 11B-11B von Fig. 11,

Fig. 11C eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Bereichs des in Fig. 11A veranschaulichten Auf baus,

Fig. 11D eine Endansicht, längs Linie 11D-11D von Fig. 11 gesehen,

Fig. 12 eine Draufsicht eines sich über die gesamte Länge erstreckenden Basis- oder Unterlegteils gemäß der Erfindung, die das Erzeugnis nach der Entfernung aus der Form veranschaulicht,

Fig. 12A eine Schnittansicht längs Linie 12A-12A von Fig. 12,

Fig. 12B eine Schnittansicht längs Linie 12B-12B von Fig. 12,

Fig. 12C eine Schnittansicht längs Linie 12C-12C von Fig. 12,

Fig. 12D eine Schnittansicht längs Linie 12D-12D von Fig. 12,

Fig. 12E eine Ansicht, von links in Fig. 12 gesehen,

Fig. 13 eine Draufsicht des fertiggestellten, sich über die gesamte Länge erstreckenden Basis- oder Unterlegteils von Fig. 12, nachdem das Heiß siegeln und das Finishen oder Fertimachen beendet worden sind,

Fig. 13A eine Schnittansicht längs Linie 13A-13A von Fig. 13,

Fig. 14 eine Draufsicht eines Erzeugnisses gemäß der Er findung, das beispielsweise durch Spritz- oder Blasformen hergestellt werden kann und wobei die Form zur Unterstützung der Entfernung des Teils aus dem Formkern modifiziert worden ist,

Fig. 14A eine Schnittansicht längs Linie 14A-14A von Fig. 14,

Fig. 14B eine Schnittansicht längs Linie 14B-14B von Fig. 14,

Fig. 14C eine Endansicht, längs Linie 14C-14C von Fig. 14 gesehen,

Fig. 14D eine Seitenansicht, längs Linie 14D-14D von Fig. 14 gesehen,

Fig. 15 eine Draufsicht eines sich über die gesamte Länge erstreckenden Basis- oder Unterlegteils, das durch Spritz- oder Blasformen gemäß der Erfindung hergesteilt werden kann und bei dem zwischen dem Absatzbereich und dem Vorderfußbereich eine ver änderliche Dicke vorhanden ist und im Gelenk bereich ein geneigter bzw. schräg verlaufender Übergangsabschnitt eingebaut ist,

Fig. 15A eine Schnittansicht längs Linie 15A-15A von Fig. 15,

Fig. 15B eine Schnittansicht längs Linie 15B-15B von Fig. 15,

Fig. 15C eine Schnittansicht längs Linie 15C-15C von Fig. 15,

Fig. 15D eine Seitenansicht, längs Linie 15D-15D von Fig. 15 gesehen,

Fig. 16 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines volle Abmessungen aufweisenden Basis- oder Unterlegteils gemäß der Erfindung, das durch Blasformen, Vakuumformen, Sturz- bzw. Eintauch gießen geformt werden kann und bei dem ein hoher Absatzbereich und Seitenvertiefungen für eine seitliche Biegebeweglichkeit eingebaut sind,

Fig. 16A eine Schnittansicht längs Linie 16A-16A von Fig. 16,

Fig. 16B eine Schnittansicht längs Linie 16B-16B von Fig. 16,

Fig. 16C eine Schnittansicht längs Linie 16C-16C von Fig. 16,

Fig. 16D eine Schnittansicht längs Linie 16D-16D von Fig. 16,

Fig. 16E eine Seitenansicht, längs Linie 16E-16E von Fig. 16 gesehen,

Fig. 16F eine perspektivische Ansicht der für eine seit liche Biegbarkeit vorhandenen Seitenvertiefungen,

Fig. 17 ein Diagramm, das die Drucktendenz im Verlauf der Zeit im Fall der bekannten Diffusionspumptechnik veranschaulicht,

Fig. 18 ein Diagramm, das die Drucktendenz im Verlauf der Zeit im Fall des erfindungsgemäßen Diffusions pumpens veranschaulicht,

Fig. 19 ein Diagramm, bei dem die Diagramme von Fig. 17 und 18 zu Vergleichszwecken überlagert sind,

Fig. 20 ein Diagramm, das die Drucktendenz im Verlauf der Zeit bei dem erfindungsgemäßen Diffusionspumpen veranschaulicht, wobei Stickstoffgas das Haltegas und Sauerstoffgas das bewegliche Gas sind,

Fig. 21 ein Diagramm, bei dem Daten von Fig. 20 und ein Teil der Daten von Fig. 17 und 18 überlagert sind,

Fig. 22 eine vergrößerte Schnittansicht, bei der ein erfindungsgemäßer Barrierefilm dargestellt ist, in dem kristallines Material sicher mit dem Elastomermaterial verbunden ist,

Fig. 23 eine Ansicht ähnlich Fig. 22, bei der das kri stalline Material im Elastomermaterial eingebet tet ist,

Fig. 24 eine vergrößerte Schnittansicht eines erfindungs gemäßen Barrierefilms, der kleine und dünnwandige hohle Kugeln im Elastomerfilm enthält, und

Fig. 25 eine vergrößerte Schnittansicht einer erfindungs gemäßen unter Überdruck stehenden Vorrichtung, bei der das Barrierefilmmaterial aus einem zusam mengesetzten kristallographischen, amorphen Barriere-Elastomermaterial gebildet ist.

Im folgenden wird auf die Zeichung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, ausgenommen anders festgestellt, veranschaulicht sind. In Fig. 1 ist ein gefülltes Absatzbasis- oder Unterlegteil (im folgenden Basisteil) 10 gemäß der Erfindung veranschaulicht. Wie dar gestellt, befindet sich das Absatzbasisteil in der Form eines abgedichteten Mantels, der ein Aufblashaltegas ent hält. Die Mantelwand ist aus einem Barrierefilmmaterial gebildet, das eine Diffusion des beweglichen Gases bzw. beweglicher Gase durch den Film gestattet, jedoch eine Diffusion des (der) Haltegase(s) wirksam verhindert. Bei dieser Ausführungsform sind verbesserte Barriereigenschaften durch ein kristallines Barrierematerial vorgesehen, das in dem den Druck haltenden Mantel gebildeten polaren, elastome ren und thermoplastischen Filmgrundmaterial eingebettet ist. Der Innendruck kann sich in großem Ausmaß von wenigen psig (x 6.900 Pa) bis zu 30 oder mehr psig (206.850 Pa) oder mehr ändern. Dieses Absatzbasisteil kann entweder vollkommen oder teilweise in eine geschäumte Einlegsohlenzwischenlage eines Fußbekleidungsartikels eingekapselt, in eine Stelle in einem vorgeformten Hohlraum im Inneren einer Einlegsohle einge klebt oder vollkommen oder teilweise in die Mittelsohle eines Fußbekleidungsartikels eingekapselt sein. Selbstver ständlich können, wie dies aus dem Bereich der Fußbeklei dungsherstellung bekannt ist, andere Stellen und Anordnungen des Basisteils und weiterer Dämpfungselemente für Fußbeklei dung verwendet werden.

Eine beträchtliche Anzahl von Absatzbasisteilen, im Grunde genommen Millionen von Paaren, mit der in Fig. 1 veranschau lichten Geometrie sind im Handel verwendet worden und sind gemäß den eingangs angegebenen Patenten hergestellt worden. Diese bekannten Basisteile wurden jedoch mit einem 100%-Ela stomermaterial hergestellt, das nicht als Barriere für Luft gase wirksam war, und das Haltegas war eines oder mehrere Supergase. Gewöhnlich enthielten die Materialien, die für den Mantel der bekannten Vorrichtungen verwendet werden kön nen, supergasgefüllte Erzeugnisse, einschließlich Poly urethan-Elastomermaterialien, Polyesterelastomeren, Fluor elastomeren, Polyvinylchloridelastomeren u. dgl. Als han delsübliches Material wurden Polyurethan-Elastomermateria lien aufgrund der überlegenen Heißsiegeleigenschaften, der guten Biegedauerfestigkeit, eines geeigneten Elastizitäts moduls, guter Zug- und Reißfestigkeit und guter Verschleiß festigkeit bevorzugt. Selbstverständlich sind diese Eigen schaften auch bei den erfindungsgemäßen Barrierematerialien vorhanden. Weitere Materialien umfassen Polyethylenter ephtalatglykol (PET 9), Dacron 56 (ein Polyesterfasermate rial aus Terephthalsäure und Ethylenglykol) u.dgl.

Im Gegensatz zu dem Mantelmaterial der supergasgefüllten Erzeugnisse gemäß dem Stand der Technik enthält das erfin dungsgemäße Mantelmaterial eine beträchtliche Menge an kri stallinem Material und weist eine beträchtlich niedrigere Permeabilität für Fluide und Gase im Vergleich zu bekannten Mantelmaterialien auf. Ungeachtet des Typs und der Art des Einbaus blockiert das kristalline Material einen großen Anteil bzw. Bereich der Strömungsdurchlässe auf wirksame Weise, durch die das Füllgas diffundieren muß, wenn es durch den Film nach außen wandert. Gewöhnlich sind hochkristalline Materialien, die verwendet werden können, Polyestermateria lien, Nylonmaterialien, Polypropylenmaterialien, Graphit, Glas, Kevlar, Metalle und im Grunde genommen jedes beliebige kristalline Material. Materialien dieser Arten kommen in vielen Formen vor, die bei den erfindungsgemäßen Erzeugnis sen verwendet werden können: fadenartige Fasern, Filamente, geschnittene Fasern, Gaze/Gewebe- und Maschenmaterialien oder gleichförmig verteilte kristalline Partikel- oder Plättchenmaterialien, verschiedene Arten von gestricktem, gewirktem, gewebtem und nichtgewebtem Stoff oder Tuch; dehn bare Textilerzeugnisse, Garn- oder Seidenwinden; etc. Wei tere verwendbare Materialien sind Stoff oder Tuch, Filamente oder Garn- oder Seidenwinden aus amorphem Graphit; Glimmer; Stoff oder Tuch, Filamente oder Garn- oder Seidenwinden aus Aramid oder Kevlar; Stoff oder Tuch, Filamente oder Garn oder Seidenwinden aus metallischem Material, beispielsweise Stahl oder Aluminium; Stoff oder Tuch, Filamente, Garn- oder Seidenwinden aus Nylon, Polyester, Glas oder Polyethylen (PET). Es können verschiedene Metalle und Metallegierungen in der Form von Filamenten, Pulver, Plättchen, Stoff oder Tuch, Kügelchen und Mikrokugeln und dergleichen verwendet werden. Derartige Materialien sind in der mit verstärkten Kunststoffen arbeitenden Industrie für andere Anwendungs fälle bekannt. Es sei hier jedoch festgestellt, daß die Ver wendung von kristallinen Materialien erfindungsgemäß nicht für den Hauptzweck der Verstärkung erfolgt, sondern da viele der verwendbaren Materialien und die Form der Materialien nicht nennenswert zur Filmfestigkeit beitragen.

Die Absatzbasisteile 12 und 14 von Fig. 2 und 3 sind ähnlich dem Absatzbasisteil von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß jedes Absatzbasisteil nacheinander mehr kristallines Barrieren material enthält. Die Wirkung des Zwischenraums der Barrie rematerialien ist deutlicher in Fig. 4, 4A, 5 und 5A darge stellt, wo eine fadenartige Barriere 15 schematisch in ther moplastischem Elastomergrundfilm 17 eingebettet dargestellt ist. Wie gezeigt ist, ist das Material 15 zwischen gegen überliegenden Flächen 19, 20 des Films angeordnet. Durch diese Anordnung sind die Flächen hauptsächlich und vollstän dig Elastomergrundmaterial und können auf diese Weise leicht durch HF-Schweißen o. dgl. heißgesiegelt werden, um einen abgedichteten bzw. verschlossenen Mantel zu bilden. Wenn das fadenartige Barrierematerial auf der Oberfläche vorhanden wäre, gäbe es einige Schwierigkeiten beim Abdichten des Man tels, wenn dieser aus einer vorgeformten dünnen Lage herge stellt wäre.

Das Barrierematerial von Fig. 5 hat einen dichteren Zwischenraum der Fasern 15 im Film 17 und auf diese Weise eine stärkere Strömungsblockierung (70% kristallin) im Ver gleich zum Barrierematerial von Fig. 4 (55% kristalline Fasern). Daher ist dann die Diffusions- und Diffusions pumprate des beweglichen Gases beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 niedriger als beim Ausführungsbeispiel von Fig. 4. Der Durchmesser der Fasern und die Querschnittsgeometrie können ebenfalls zur Einstellung der Diffusionsrate geändert werden. Außerdem kann sich die Art des für die Konstruktion gewählten Barrierematerials auf die Diffusionspumprate aus wirken. Beispielsweise ist gewöhnlich die Diffusion bei Gaze/Gewebematerial aus Graphit niedriger als bei Gaze/Gewebematerial aus Polyester. Wie aus den Quer schnittansichten von Fig. 4, 4A, 5 und 5 A ersichtlich ist, ist es vorteilhaft, daß das kristalline Material sich nahe der Außenfläche des Films befindet, aber unterhalb der Film flächen liegt, so daß sich ein möglichst großer Bereich des Elastomermaterials auf der Oberfläche befindet, um eine bestmögliche Heißsiegelverbindung oder -verschweißung zwischen den dünnen Filmlagen zu erzielen. Selbstverständ lich können die kristallinen Fasern teilweise aus lediglich einer Oberfläche heraus vorstehen, wobei sie auf diese Weise im wesentlichen einen zweiseitigen Film ergeben. In diesem Fall muß die Abdichtung bzw. Versiegelung zwischen der einen Seite der Flächen sein, von der sich die Fasern nicht erstrecken. Erfindungsgemäß ist das Barrierematerial vor zugsweise einseitig, d.h. das kristalline Material sollte vollständig im Film eingebettet sein. Dies schaltet das Er fordernis aus sicherzustellen, daß sich die geeigneten Flä chen der Filmmaterialien in gegenüberliegendem Kontakt be finden, wenn anfangs die Mäntel aus dünnlagigen Materialien gebildet werden.

Es ist auch wichtig, daß das Elastomermaterial das kristal line Material ausreichend umgibt, damit die beiden eng mit einander verbunden sind, so daß eine Trennung der beiden Materialarten bei Betrieb vermieden wird. Eine derartige Trennung trat früh bei dem Entwicklungsprogramm für diese Erfindung auf. In jenem Fall wurde ein Versuch unternommen, kristalline Barrierematerialien mit dem Elastomermaterial unter Verwendung von Coextrusionen oder Colamination der beiden Kunststoffarten zu vereinigen. Fig. 6A und 6B, die keine Ausführungsformen der Erfindung darstellen, veran schaulichen das unglückliche Ergebnis eines solchen Lösungs weges. Ein Teil der Druckgase diffundierte durch die Innen lage eines Elastomerfilms 25 nach außen und wurde durch eine Außenlage 26 des Barrierefilms blockiert. Der Druck gegen die Außenlage bewirkte, daß sich die beiden Lagen trennten, wie aus Fig. 6B ersichtlich ist. Dies führte dazu, daß die Barrierelage eine Ballonbildung nach außen erfuhr, wie bei 28 dargestellt ist, wodurch entweder ein Ausfall bzw. Defekt entweder durch Bersten oder Platzen oder durch Formung eines großen Aneurysmas auftrat.

Daher wurde es erforderlich, den Lösungsweg durch enges Ein tauchen oder Einbetten des kristallinen Materials in die Grundelastomerlage bzw. -schicht zu verbessern. Anfangs wurde Gaze/Gewebematerial in herkömmlich als MP-1790 AE- Urethan (XPR-396 der Uniroyal Inc.) bekannten Urethanmate rial eingebettet, indem das thermoplastische Material auf ein 10×10 reihengewobenes (10 Stränge pro Inch bzw. 2,54 cm in jeder Richtung) Nylonmaschenmaterial, im wesentlichen von offener Maschenart, extrudiert wurde. Die Ergebnisse waren ziemlich gut. Der Elastizitätsmodul des Gaze/Gewebematerials war in bezug auf das Grundmaterial zu hoch, d.h. der Kunststoffilm dehnte sich stärker als das Gase/Gewebematerial. Dies führte zu einigem Knittern bzw. Faltenbildung und einer Formänderung und Deformation des Verbundfilms während des Heißsiegelns und Füllens mit Gas. Derartige Deformationen führten zu Spannungskonzentrationen in der aufgeblasenen Hülle und setzten die Biegungser müdungslebensdauer des Teils herab. In den am stärksten beanspruchten Bereichen, d.h. in der Nähe der heißgesiegel ten Verschweißungen, traten Ermüdungsbrüche und -risse auf.

Für aufgeblasene Dämpfungserzeugnisse, bei denen Stoff, Tuch, Gaze/Gewebematerialien oder Maschenmaterialien gemäß der Erfindung verwendet werden, ist es wichtig, daß (1) die physikalischen Eigenschaften der kristallinen Fasern (insbe sondere der Elastizitätsmodul, die Steigung der Spannungs- Dehnungsbeziehung und Streck- bzw. Fließspannung), (2) die Geometrie und Dichte der kristallinen Elemente selbst, (3) die Anordnung (Zwischenräume und Orientierung) der Fasern im Elastomermaterial so sind, daß die konstruktionsbedingten Innendruckpegel (Spannungspegel) der kristallinen Elemente bei den Bereichen mit höchster Spannung und Beanspruchung über ihre Streckgrenze hinaus gestreckt worden sind. Ein derartiges Fließen und Nachgeben (über den elastischen Bereich hinaus) verteilt die Belastungen und Lasten wieder und gleicht diese aus durch den umhüllenden Mantel des gas gefüllten Erzeugnisses. Etwa 20% der Fasern sollten über die Elastizitätsgrenze hinaus belastet werden. Kein Elastomer material ist jenseits der Elastizitätsgrenze wirksam.

Nach dem frühen Test, auf den oben Bezug genommen wurde, wurde ein Dämpfungserzeugnis entwickelt und erfolgreich getestet, wobei einige der erwähnten konstruktiven Merkmale eingebaut waren. Bei diesem Beispiel war das kristalline Maschenmaterial ein dichteres bzw. festeres Gewebe mit klei nerem Durchmesser und Fasern mit einer niedrigen Feinheit von wenigen Denier (tex). Wenn es auf den Konstruktionsdruck aufgeblasen wurde, gab ein Teil des Maschenmaterials (benachbart den hochbeanspruchten Bereichen um die Ver schweißungen herum) nach und es ergab sich eine gewisse Dau erformfestigung. Dieses spezielle Erzeugnis behielt den gewünschten Luftdruck während einer außerordentlich langen Zeitdauer (über etwa 10 Jahre hinaus) bei und verlor keinen meßbaren Druck. Die Dauerfestigkeit bzw. Ermüdungsbeständig keit war gut und die Aufblasform des Dämpfungselementes war ausgezeichnet und ohne zu beanstandende Verformungen des Mantels.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der Elastomermaterial 30 eine Vielzahl ein zelner kristalliner Elemente 32 in der Form von Plättchen enthält, die im wesentlichen gleichmäßig durch das Wirt- bzw. Grundelastomer hindurch verteilt sind. Bei diesem Aus führungsbeispiel sind die kleineren ebeneren Plättchen mit dem Elastomerpolymerisat vermischt und mit dem Polymerisat in dünne Filmlagen extrudiert oder geblasen. Diese dünnen Lagen liegen im Dickenbereich von 0,05 bis 0,050 Inch (0,127 bis 1,27 mm). Während dieses Verfahrens richten sich die Plättchen 32 parallel zur Filmoberfläche aus, wie aus Fig. 7A ersichtlich ist, wodurch eine Barrierenanordnung wirk samer gebildet wird.

Die verschiedenen Techniken zur Einbettung eines kristal linen Elements in den Grundfilm umfassen: (1) Extrudieren des Grundmaterials auf ein Gaze/Gewebematerial oder Maschen material, (2) Beschichten von aus kristallinen Fasern herge stelltem Stoff oder Tuch mit dem Grundmaterial (gewöhnlich sind beide Seiten beschichtet), (3) Mischen des Polymerisats des Grundfilms mit verschiedenen Formen von Barrierematerial (d.h. Flocken oder Schuppen, fadenartigen Fasern, geschnit tenen Fasern, Garn- oder Seidenwinden, Plättchen, etc.) und Extrudieren oder Blasen der Mischung in einen Film oder eine dünne Lage und (4) entweder enges bzw. dichtes Vermischen oder Copolymerisieren des Elastomerpolymerisats mit dem kri stallinen Material. Einige dieser Vorgehensweisen sind bereits erörtert worden, weitere werden später erörtert.

Es ist wichtig, bei diesem Punkt die praktischen Grenzen für die Anwendungen einer kontrollierten Diffusion für gasge füllte Vorrichtungen gemäß der Erfindung zu untersuchen. Bei Erzeugnissen dieser Art und für die praktische Verwendbar keit im Handel ist es wichtig und wesentlich, daß es ein zweckmäßiges und optimiertes Gleichgewicht gibt zwischen: (1) der minimalen Rate der aktivierten Diffusion einerseits und (2) derartigen physikalischen Eigenschaften wie Dauer festigkeit, Herstellungsverarbeitbarkeit und Heißsiegelbar keit andererseits. Aufgrund des Erfordernisses, einen sol chen Kompromiß zu erzielen, ist es wahrscheinlich nicht praktisch, eine derart hohe Konzentration von kristallinen Materialien zu haben, daß eine 100%ige Barriere gegen eine Diffusion sämtlicher Gase gebildet wird. Die Hauptausnahme ist Sauerstoff. Das Diffundieren anderer Gase einschließlich Stickstoff und der Supergase durch den Hüllmantel der gasge füllten Vorrichtungen kann wirksam verhindert werden, wobei dennoch die wesentlichen elastischen Ermüdungsbeständig keitseigenschaften des Barrieremantelmaterials beibehalten werden.

Die Tatsache, daß Sauerstoff durch den Mantel diffundieren kann, ist kein Problem und ist in der Tat ein erwünschter und einzigartiger Vorteil. Dies ist ein wichtiges, neuarti ges Konzept für die vorliegende Erfindung. Beispielsweise kann das Erzeugnis mit einem Gemisch aus Stickstoff und/oder Supergas oder Luft aufgeblasen werden. Nach dem Füllen mit Stickstoff und/oder Supergas kann der Sauerstoff der Umge bung durch den Mechanismus des Diffusionspumpens in den Man tel hinein diffundieren. Auf diese Weise wird der Partial druck von Sauerstoff zu den Partialdrücken von Stickstoff und/oder Supergas addiert, die bereits im Inneren des Man tels enthalten sind, was einen Anstieg des Gesamtdrucks des Erzeugnisses zur Folge hat. Der Partialdruck von Sauerstoff in der umgebenden Atmosphäre liegt bei etwa 2,5 psia (17.250 Pa) (von einem Gesamtdruck von 14,7 psia (101.350 Pa) bei Normalnull). Somit bewirkt dann die Umkehrdiffusion von Sauerstoffgas in den Mantel einen maximalen Druckanstieg von etwa 2,5 psia (17.250 Pa). Ein derartiger Druckanstieg ist bei der Verschiebung der beträchtlichen Zugrelaxation des Mantels nützlich (mit einer sich ergebenden Zunahme des Innenvolumens des Mantels), wobei sämtliche Gasbestandteile von Luft in den Mantel hinein diffundieren. Somit besteht ein neuartiges Merkmal der Erfindung darin, daß das Verbund material des Mantels eine semipermeable Membran für die Gase in der Luft abgesehen von Stickstoff ist und es daher keine vollständige Gasbarriere ist. Der praktische Vorteil besteht darin, daß die maximale Volumen- und Abmessungsänderung des Erzeugnisses zwischen 3% und 5% liegt, da die maximale Zunahme oder Änderung des Drucks in bezug auf den Anfangs aufblasdruck der Partialdruck von Sauerstoff ist.

Wenn Kosten von höchster Bedeutung sind, kann das Füllgas zu 100% Stickstoff sein und es tritt dasselbe Phänomen der Umkehrdiffusion von Sauerstoffgas in den Mantel hinein auf. Auch eine Mischung von Stickstoff plus 2,5 psia (17.250 Pa) von Sauerstoff kann in einigen Anwendungsfällen nützlich sein. Außerdem kann 100% Luft verwendet werden. In diesem Fall ist es erforderlich, anfangs die Vorrichtung übermäßig aufzublasen, wenn der Partialdruck von Sauerstoff in der Vorrichtung 2,5 psia (17.250 Pa) übersteigt, um das Inkre ment der Differenz, einen Druckverlust von zwischen dem tatsächlichen Partialdruck von Sauerstoff im Inneren des Mantels und 2,5 psia (17.250 Pa) zu verschieben.

Es gibt viele Vorteile bei der Steuerung der Diffusions pumprate in aufgeblasenen Elastomervorrichtungen wie zu fer tigenden Teilen für Fußbekleidung, Stoßdämpfer, Dämpfungs und Pufferelementen für Verpackungs- und Verschiffungs zwecke, Kopfschutzvorrichtungen, Schutzeinrichtungen für Polsterungen und Kissen für Sportzwecke, Militärstiefel, etc. Ein Vorteil besteht in der Fähigkeit, das Erzeugnis bei einem konstruktiv vorgesehenen Aufblasdruck während längerer Zeitdauern beizubehalten, als sie sonst möglich wären. Bei spielsweise sind die meisten derzeit hergestellten Aufblas fußbekleidungsteile, die überall in der Welt verkauft wer den, aus Polyurethanfilm auf Esterbasis hergestellt, da dieser eine niedrigere Permeabilität in bezug auf Supergas als Polyurethanfilm auf Etherbasis und auf diese Weise eine annehmbar lange Betriebslebensdauer bei Fußbekleidung auf weist. Film auf Esterbasis hat jedoch den Nachteil, daß er stärker durch Feuchtigkeit nachteilig beeinträchtigt wird (Hydrolyseinstabilität) als das Gegenstück auf Etherbasis. Bei der herkömmlich handelsüblichen Form von Fußbekleidung wird ein Schutz gegen Feuchtigkeit dadurch erzielt, daß das gasgefüllte Teil in einer geschäumten Mittelsohle verkapselt wird. Dieser Vorgang ist kostspielig und der Schaum der Mit telsohle neigt dazu, sich von der vorteilhaften Dämpfungs anordnung abzuziehen, und Energierückführungseigenschaften des gasgefüllten Erzeugnisses, während er die Lebensdauer des Verbunderzeugnisses erhöht, und trägt stark zum Gewicht des Schuhs bei. Dadurch, daß dem Barrierefilm, z.B. dem Film auf Etherbasis, eine kristalline Eigenschaft verliehen wird, kann der Film bei Fußbekleidung verwendet werden, wobei er eine lange Betriebslebensdauer aufweist und das Problem der Feuchtigkeitsverschlechterung weitgehend ausgeschaltet ist.

Ein weiteres Beispiel der Vorteile des erfindungsgemäßen Barrierefilmmaterials ist das sogennante "Kaltreiß"-Problem. Wenn sie niedrigen Umgebungstemperaturen unterhalb von etwa 10°F (-12 K) ausgesetzt werden, neigen die bekannten super gasgefüllten Erzeugnisse dazu, Ermüdungsrisse und -sprünge im Elastomerfilm zu bilden und sie werden flach. Es können spezielle Filmmaterialien zur Reduzierung des Kaltreiß problems entwickelt werden. Diese mehr für niedrige Tempera turen geeigneten Filmmaterialien neigen indessen dazu, bei Raumtemperatur stärker permeabel für Druckgas zu werden. Die Permeabilität kann erfindungsgemäß dadurch herabgesetzt wer den, daß kristalline Bestandteile oder Molekularsegmente oder -abschnitte in den Elastomerfilm eingebaut werden, um den Permeabilitätsverlust wieder zur Ausgangslage zurückzu bringen, der durch den Versuch der Herabsetzungen der Kalt reißwirkungen herbeigeführt wurde und der ebenfalls zu einer größeren Gaspermeabilität führen kann.

Einer der praktischen Vorteile der Kontrolle der Permeabili tät und des Diffusionspumpens steht in Beziehung dazu, daß die Zugrelaxationseigenschaften des Erzeugnisses an die Druckänderungen aufgrund des Beibehaltens bzw. Zurückhaltens des Haltegases und der Diffusion des beweglichen Gases ange paßt werden. Beispielsweise ist es bei einigen Erzeugnissen erwünscht, einen Film mit entweder einem niedrigeren Elasti zitätsmodul oder einem dünneren Maß (Abmessung) zu verwen den, um ein weicheres Gefühl für die Dämpfungsvorrichtung vorzusehen. Bei einer geringeren Abmessung oder einem niedrigeren Elastizitätsmodul besteht eine stärkere Tendenz, daß das Haltegas durch den Film hindurch diffundiert. Um einen derartigen Verlust zu kompensieren, kann die Vorrich tung etwas stärker bzw. über das Normalmaß hinaus aufgebla sen werden. Aufgrund der Dünnheit oder des Elastizitäts moduls des Films neigt der Mantel indessen dazu, sich in einem stärkeren Ausmaß zu vergrößern, als dies bei dickeren Filmen oder solchen Filmen mit höherem Elastizitätsmodul der Fall wäre. Dieser vergrößerte Zuwachs, die Zugrelaxation oder das Kriechen, führt zu einem Erzeugnis, dessen Geo metrie nicht ganz so wie erwünscht ist oder sich mit der Zeit ändert. Indem zum Filmmaterial kristallines Material hinzugefügt wird, wird der Elastizitätsmodul erhöht und auch das Strömen des Haltegases wird herabgesetzt und das Erzeug nis ist in der Lage, den Aufblasdruck bei einer vergleichs weise kleinen Änderung in der Konfiguration beizubehalten, ohne daß ein Erfordernis besteht, das Erzeugnis stärker als normal aufzublasen.

Andererseits gibt es bestimmte Arten von Erzeugnissen, wie z.B. Einheiten vom Dehnungs- oder Strecktyp, vgl. Fig. 11, 11A und 11B der oben erwähnten Anmeldung, die dazu neigen, sich während der ersten 3 bis 6 Monate des Aufblasens bzw. Gasfüllens übermäßig aufzublasen, da die Eigenschaft des Teils derart ist, daß es eine sehr geringe Vergrößerung des Mantels gibt. Da sich das Innenvolumen des Erzeugnisses nicht wie bei anderen Erzeugnissen ändern kann, bewirkt die Diffusion von Luft in den elastomeren und nichtkristallinen Mantel, daß ein Überdruck aufgebaut wird. Während man diese Erzeugnisse während 3 bis 12 Monaten lagern konnte, um einen stationären Fülldruck zu erzielen, ist dies von einem kauf männischen Gesichtspunkt her nicht praktisch. Wenn kristal line Molekularsegmente in dem zur Bildung der Zugtyp-Erzeug nisse verwendeten Material enthalten sind oder diesem zuge fügt werden, können weniger kostspielige Haltegase und Mantelmaterialien mit geringem Gewicht, die außerdem weniger kostspielig sind, verwendet werden. In der nachfolgenden Tabelle werden zwei Supergase mit weniger kostspieligen Haltegasen verglichen, die wirksam als Supergase gemäß der Erfindung wirken.

Ein cu.ft. (0,03 m³) Gas oder Dampf bei 25 psig (172.350 Pa) und 40°F (9,8°C).

Obwohl sie nicht als Supergase klassifiziert werden, sind Luft und Stickstoff in die Tabelle mitaufgenommen worden, da sie vom Gesichtspunkt der Verfügbarkeit, Kosten und des Gewichts ausgezeichnete Füllgaskandidaten sind. Um diese Gase vollkommen zu verwenden, können mehr als 70 Gewichts prozent des Mantelfilms kristallin sein. Somit wäre das Gewicht des thermoplatischen Grundmaterials proportional herabgesetzt. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Verwendung von sehr niedrigen Prozentsätzen von kristallographischem Material von der Erfindung mitumfaßt sind, um die Diffusion von Sauerstoff- und Stickstoffgas zu kontrollieren, da beide bewegliche Gase sind. Die Hinzufügung von kristallinen Mate rialien zu den kostspieligen Elastomermaterialien kann zur Erzeugung eines Verbundmaterials führen, wobei wesentliche Kostenersparnisse durch die Verwendung von beispielsweise 100% Elastomerpolyurethan erzielt werden.

Eine gute Art und Weise der Vergegenwärtigung einiger der obigen Konzepte, ein Verbundmaterial mit elastomerem und kristallinem Bestandteil oder Segmenten zu verwenden, be steht darin, sich das Elastomermaterial als die Matrix vor zustellen, die die kristallinen Elemente zusammenbindet. Das Elastomermaterial ergibt eine gute Dauerfestigkeit und die erwünschten physikalischen Eigenschaften des Elastizitäts moduls, der Dehnung, der Herstellbarkeit und der Heißsiegel barkeit. Die kristallinen Bestandteile ergeben die verbes serte Gasdiffusionsbarriere. Auf diese Weise bestehen die elastomeren Eigenschaften der Verbundkonstruktion bis zu den Grenzen zwischen den elastomer-kristallinen Elementen der Konstruktion. Somit müssen sich die kristallinen Materialien nicht bis zu irgendeinem signifikanten Ausmaß biegen und nachgeben und unterliegen keinen Ermüdungsbeanspruchungen. Die Heißsiegelbarkeit wird innerhalb des elastomeren Be reichs des Verbundmaterials bewerkstelligt.

Als nächstes sollen die Fig. 8 bis 16F betrachtet werden, die verschiedene gasgefüllte Erzeugnisse gemäß der Erfindung veranschaulichen. In Fig. 8 bis 8E ist ein Absatzkeil 50 veranschaulicht, wenn dieser aus der Form entfernt ist, in der ein Mantel 53 anfangs gebildet wird. Der Keil 50 enthält eine gebogene Rückwand 54, die mit Deck- und Bodenwänden 56 und 57 integral ausgebildet ist, wobei die letztere dünner als die Rückwand für eine verstärkte Dämpfung und Biegsam keit ist. Mit den Deck-, Boden- und Rückwänden sind Seiten wände 58 und 59 integral ausgebildet, wobei die letzteren Bereiche 58 A und 59 A enthalten, die dicker als die Deck- und Bodenwände sind. Wie veranschaulicht ist, sind die dickeren Bereiche des Mantels mit den dünneren Bereichen mittels Übergangsabschnitten verbunden. Bereiche 58 B und 59 B der Seitenwände sind dünner als die Bereiche 58 A und 59 A. Wie dargestellt ist, ist die Rückwand 54 etwas längs ihrer peri pheren Außenfläche 54 A winkelmäßig angeordnet zwecks Festig keit, Hinterefußstütze und Stabilität. Die Sichtbarkeit des Dämpfungserzeugnisses ist auch eine wichtige Vermarktungs erwägung. Wenn es aus der Form entfernt ist, ist das vordere Ende 62 des Keils offen. Selbstverständlich enthält das Man telmaterial sowohl elastomere als auch kristalline Materia lien, wie beschrieben.

Bei dem nächsten in Fig. 9 bis 9D veranschaulichten Vorgang wird der Mantel 50 so verarbeitet, daß er Mehrfachkammern bildet, die mit einem Haltegas gefüllt und abgedichtet sind. Wie aus Fig. 9 und 9A ersichtlich ist, erstrecken sich Kam mern 61 bis 66 zwischen den Seitenwänden und sind mit Kam mern 67 und 68 verbunden (vgl. Fig. 9C), die sich längs der Seitenwände erstrecken. Die verschiedenen Kammern sind durch HF-Schweißen gebildet, um Stege 70 zwischen den benachbarten Kammern zu bilden. Selbstverständlich können jedoch auch andere Formen des Heißsiegelns verwendet werden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Das HF-Schweißen ist be vorzugt.

In einigen Fällen ist es auch erwünscht (wie beim "Blas formen"), den separaten HF-Schweißschritt zu eliminieren.

Dies wird dadurch erzielt, daß bewirkt wird, daß die Seiten abschnitte der Form sich während des Formprozesses nach innen bewegen, um die Stege 70 zu bilden. Somit wird das Mantelmaterial von entgegengesetzten Seiten der Dämpfungs vorrichtungen geformt und zusammengedrückt, während das Mantelmaterial halb geschmolzen, viskos oder klebend ist. Die sauberen, halb geschmolzenen klebenden oder klebrigen elastomeren Innenflächen sind unter Druck in Kontakt gehal ten, bis die Materialien schmelzen und sich abkühlen. Diese Vorgehensweise ersetzt somit den zuvor beschriebenen HF- Schweißschritt. Es hat sich herausgestellt, daß die Zuver lässigkeit dieser Verschweißungen wesentlich verbessert wer den können, wenn die zu verbindenden Flächen grundiert sind, wie durch Einspritzen eines "Bindemittels" wie DoW-Silan X 16106 als Dampf in das beim Blasformverfahren verwendete Druckgas eingespritzt wird. Für bestimmte Anwendungen mit starker Ermüdung kann ein zweiter HF-Schweißschritt beim Herstellungsprozeß weiter zugefügt werden, um eine Ver schweißung zu erzielen, die die Haltbarkeit des benachbarten Grundfilms überschreitet.

Das vordere Ende ist ebenfalls HF-geschweißt, um ein abge dichtetes Vorderende 72 zu bilden, und Bereiche 72 A und 72 B werden zurechtgemacht. An die Kammer 66 kann ein nichtdarge stelltes Aufblasrohr zum Füllen mit einem Haltegas, wie be schrieben, angebracht sein und dann abgedichtet sein, wie dies vom Stand der Technik her bekannt ist. Die Kammern kön nen sich sämtlich in Fluidverbindung miteinander befinden, um einen gasgefüllten gedämpften oder gefederten Absatzkeil zur Verwendung bei Fußbekleidung vorzusehen. Die Kammern können jedoch auch unabhängige Kammern sein, die bei unter schiedlichen Druckpegeln unter Druck gesetzt sind. Während der nächsten wenigen Monate nach dem anfänglichen Aufblasen diffundiert dann Sauerstoffgas aus der Umgebungsluft in den abgedichteten Mantel, um den Druck bzw. die Drücke um etwa 2,5 psi (17.250 Pa) zu erhöhen. Der Anfangsdruckpegel ist weitgehend durch den erwünschten Dämpfungspegel bestimmt. Üblicherweise ist ein stationärer Enddruck zwischen 20 und 30 psig (137.900 und 206.850 Pa) zufriedenstellend. In eini gen Fällen kann es erwünscht sein, anfangs auf einen höheren oder niedrigeren Druck aufzublasen, wobei der stationare Enddruck etwa bei 2,5 psi (17.250 Pa) über dem Anfangsdruck liegt.

Einer der wichtigen Vorteile der Erfindung ergibt sich aus der Vorrichtung von Fig. 9. Wie festgestellt tritt keine wesentliche Expansion des Mantels während der Dauer des Diffusionspumpens auf. Die Gesamtabmessungen des Mantels bleiben innerhalb von etwa 3 bis 5% der ursprünglichen Ab messungen. Somit bleiben die Form und Geometrie des Teils während der Zeitdauer ausgehend vom anfänglichen Aufblasen durch Diffusionspumpen und während der nützlichen Lebens dauer des Erzeugnisses hindurch ziemlich konstant.

In Fig. 10 und 10A ist eine Änderung der beschriebenen Absatzkeile dahingehend veranschaulicht, daß ein Keil 75 im wesentlichen aus drei Teilen gebildet ist, wobei der dritte Teil 78 ein Filmmaterial der beschriebenen Art ist und mit Bereichen von dünnen Lagen 79 und 80 heißversiegelt ist. Die dritte oder dünne Zwischenlage 78 des Elastomermaterials ist zwischen Barrieregliedern 79 und 80 des vorher gebildeten Teils vor dem Verschweißen angeordnet. Bei dieser Ausfüh rungsform befinden sich einige der Schweißstellen 81, 81 a, 82, 83, 84 und 85 am oberen Bereich, während andere Schweiß stellen 81, 86, 87, 88 sich am unteren Teil befinden. Es gibt auch eine periphere Kammer und sämtliche Kammern sind miteinander verbunden. Diese besondere Ausführungsform der Erfindung zeigt auch die relativ komplizierten Teile und Erzeugnisse, die erfindungsgemäß hergestellt werden können. Bei der Herstellung des soeben beschriebenen Teils ist es erforderlich, entweder die Schweißstellen 81 a, 82, 83, 84 und 85 sequentiell vorzuformen oder ein Freisetzmittel an zweckmäßigen Stellen so einzuführen, daß sich lediglich zwei von drei dünnen Lagen miteinander verbinden.

In Fig. 11 bis 11D ist ein Absatzkeil 90 vom Zugtyp veran schaulicht, der eine einzige Kammer enthält, in der jedoch ein Zugelement 92 eingebaut ist. Die Vorteile dieser Erzeug nisart sind in der oben erwähnten älteren Anmeldung im ein zelnen beschrieben. Zusätzlich zu diesen Vorteilen bietet das erfindungsgemäße Erzeugnis vom Zugtyp Vorteile über und oberhalb des älteren Erzeugnisses vom Zugtyp. Ein Zugelement 92 kann aus Nylon oder Polyester sein, wobei es einen ersten und zweiten Oberflächenbereich 94, 95 mit Zugfilamenten 96 aufweist, die sich zwischen den beiden Oberflächenbereichen erstrecken. Charakteristische Textilerzeugnisse, die verwen det werden können, sind dreidimensionale Steppstich-, gewebte oder Doppelnadelleisten-Raschel-Strick- oder Wirk erzeugnisse. Ein Außenmantel 98 kann aus einem beliebigen der beschriebenen erfindungsgemäßen Barrierematerialien sein, und mit Abstand angeordnete Oberflächenbereiche 94 und 95 sind an der Deck- und Bodenwand des Mantels befestigt. Ein vorderes Ende 99 ist abgedichtet und der Mantel ist anfangs mit einem Haltegas gefüllt, das irgendeines der oben erwähnten Gase ist. Die Zugelemente 92 halten die Deck- und Bodenwände des gasgefüllten Erzeugnisses in im wesent lichen paralleler oder konturierter Beziehung. Während des Diffusionspumpens diffundiert Sauerstoffgas durch den Man tel, um den Innendruck um etwa 2,5 psi (17.250 Pa) zu erhö hen, aber die Deck- und Bodenwände bleiben parallel oder konturiert. Der Vorteil, den das erfindungsgemäße dehnbare Erzeugnis gegenüber den oben beschriebenen Erzeugnissen auf weist, ist, daß die Wirkung der Zugrelaxation weitgehend kontrolliert ist. Die Abmessungstoleranzen des Teils sind sehr stabil und das Erzeugnis wird nicht so stark aufgebla sen.

Dieses Erzeugnis ist gegenüber den weiteren beschriebenen Erzeugnissen dahingehend einzigartig, daß es eine 100% Pneu matikstütze ohne Abziehen von nichtstützenden Schweißstellen erzielt, die die oberen und unteren Barriereflächen in den Laststützbereichen miteinander verbinden.

Die Aufblasabmessung, -form und -geometrie dieses dehnbaren Erzeugnisses sind sehr genau kontrolliert, und es kann nicht signifikant größer werden oder sich ausdehnen, selbst wenn es auf ungewöhnlich hohe Drücke, zum Beispiel 100 bis 200 psig (689.450 bis 1.378.950 Pa) unter Druck gesetzt wird. Ebenso wird das Diffusionspumpen genau kontrolliert. Das fertiggestellte Erzeugnis kann dann daher auf sehr einfache Weise an mit Hochgeschwindigkeit ablaufende, "schlüsselfer tige", automatisierte Herstellungsprozesse angepaßt werden. Das Erzeugnis ist auch in der Lage, besser extremen Herstel lungsumgebungen zu widerstehen, als dies bei herkömmlichen Erzeugnissen möglich war. Des weiteren behält dieses dehn bare Erzeugnis den präzisen und gewünschten Pegel und das Ausmaß der Dämpfung, Steifigkeit und Elastizität während seiner signifikant verlängerten Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Erzeugnissen bei.

Ein stationärer Innendruck wird im Verlauf von wenigen Mona ten und bei einem Pegel erzielt, der etwa 2,5 psi (17.250 Pa) oberhalb des Anfangsdrucks liegt, unter der Annahme, daß Supergas oder Stickstoff anfänglich als aufblasendes Füll haltegas verwendet wird. Wenn Luft als anfängliches Füllgas verwendet wird, neigt der Druck zum Abfall, wie vorher erör tert wurde. Die wesentliche Tatsache ist, daß das Erzeugnis seine Konfiguration oder Abmessung nicht signifikant ändert und den gewünschten stationären Fülldruck in einer relativ kurzen Zeit erreicht. Das letztere ist bei der Herstellung von Fußbekleidung auf kommerzieller Basis und durch die Ver wendung automatischer Anlagen wichtig.

In Fig. 12 bis 12E ist ein sich über die gesamte Länge er streckendes und gasgefülltes Schuhsohlenelement 100 gemäß der Erfindung nach der Entfernung aus der Form dargestellt. Eine Rückwand 102 ist gebogen und schräg ausgebildet, wie bereits beschrieben, und etwas dicker als Deck- und Boden wände 103 und 105. Bereiche von Seitenwänden 106 und 107 längs des Mittelabschnittes sind dicker als der vordere Bereich, wie aus Fig. 12D ersichtlich ist. Überdies ist ein Seitenwandabschnitt 109 auf der Innenseite des Fußes dicker als ein Seitenwandabschnitt 110 auf der Außenseite des Fußes, wie aus Fig. 12C ersichtlich ist. Das vordere Ende 112 ist offen und die Gesamtkonstruktion ist wesentlich ebener, im Gegensatz zu einer verjüngten Ausbildung. Ein offenes Ende 112 ist, wie in Fig. 12E dargestellt, von der Form her trompetenförmig, um ein Zurückziehen eines Form kerns zu gestatten, wenn Spritzformen verwendet wird. Wenn das Teil jedoch blasgeformt wird, wäre dies nicht erforder lich.

In Fig. 13 und 13A sind die Endbearbeitungsvorgänge veran schaulicht, die Heißsiegeln zur Bildung einer Anzahl von mit Abstand angeordneten Kammern 113 enthalten, die durch eine Anzahl von Stegen 114 getrennt sind. Das vordere Ende ist ebenfalls peripher versiegelt bzw. abgedichtet, und Teile 115 A und 115 B sind fortgefräst oder -geschnitten, um ein abgerundetes vorderes Ende vorzusehen. Der Mantel wird dann wie beschrieben anfänglich mit einem Haltegas aufgeblasen und der Füllabschnitt wird versiegelt. Wenn es mit einer Fußbekleidung zusammengebaut ist, kann das Ganzsohlenelement gestatten, daß die Kammern durch die Seitenwand gesehen wer den, d.h. es handelt sich um ein sichtbares gasgefülltes Dämpfungselement.

Selbstverständlich können diese Vorrichtungen in jeder beliebigen Anordnung mit Abteilungen bzw. Kammern versehen werden, wobei jede separate Kammer auf denselben oder auf irgendeinen verschiedenen gewünschten Überdruckpegel unter Druck gesetzt werden kann. Entgegengesetzt dazu können einige oder sämtliche der Kammern durch enge Schallventuris oder ähnliche Strömungsdrosselkanäle verbunden sein.

In Fig. 14 bis 14D ist ein Ganzsohlenerzeugnis 125 veran schaulicht, das anfangs durch Spritz- oder Blasformen gebil det sein kann. Im allgemeinen ist das Erzeugnis ähnlich demjenigen von Fig. 13, ausgenommen darin, daß sich ein Durchbiegungsbereich 127 zwischen den Seitenwänden (vgl. Fig. 14A) befindet und die Schuhsohle eine sich verjüngende Konfiguration aufweist. Der Durchbiegungsbereich bewegt sich aus dem Weg, um ein Herausziehen des Formkerns zu gestatten. Nach der Anfangsausbildung wird dann das Erzeugnis verarbei tet, um eine Dämpfungsvorrichtung zu liefern, wie sie in Fig. 15 bis 15D veranschaulicht ist.

Das fertigbearbeitete Erzeugnis wird aufgeblasen und enthält ein Profil mit sich ändernder Dicke, wobei sich ein dickster Bereich 130 im Absatzabschnitt befindet und der dünnste Bereich ein Vorderfußbereich 135 ist und diese durch einen geneigten Übergangsabschnitt 137 miteinander verbunden sind. Die verschiedenen Figuren veranschaulichen auch eine Anzahl von Kammern 138 mit Stegen 139, die sich in Querrichtung erstrecken und mit peripheren Kammern 140 und 141 in Verbin dung stehen.

In Fig. 16 bis 16F ist ein erfindungsgemäßes Erzeugnis ver anschaulicht, das durch Blasform- oder Vakuumformtechnik oder aus separat gebildeten dünnlagigen Materialien gebildet werden kann. Blasformen ist jedoch die bevorzugte Technik. Die Filmdicke dieser Ausführungsform der Erfindung kann un geachtet der Art der Bildung dieses Erzeugnisses wie die dünnste Filmdicke bei den anderen Ausführungsformen von 5 bis 50 mil (0,13 bis 1,27 mm) sein, aber es werden Film dicken im Bereich von 20 bis 25 mil (0,51 bis 0,64 mm) bevor zugt.

Die sich über die gesamte Länge erstreckende gasgefüllte Sohle 150 enthält im allgemeinen querverlaufende Kammern 151 und auch im allgemeinen längsverlaufende Kammern 153 im Absatzbereich 155. Der Absatzbereich ist dicker als der Vor derfußbereich 156, wobei die beiden Bereiche durch einen sich verjüngenden Übergangsabschnitt 158 verbunden sind. Wie bereits beschrieben sind die verschiedenen Kammern durch Schweißbänder 160 getrennt. In einigen Fällen sind die Schweißabschnitte relativ kurze Abschnitte 162 (vgl. Fig. 16D). Die allgemeine Querorientierung der Schweißstellen und Kammern im Vorderfußbereich tendiert dazu, die Biegbarkeit zu begünstigen, während der Absatzbereich diese Art der Biegbarkeit nicht benötigt. Um die Vorderfuß- und seitliche Biegbarkeit zu unterstützen, sind Seitenwandstrangeinkerbun gen 165 in der Form von abgestumpften Öffnungen vorgesehen, wobei der kleine Durchmesser wie gezeigt benachbart zueinan der endet. Die beiden obigen Maßnahmen setzen das Quer schnittsträgheitsmoment der Mittelsohle herab, um zu bewir ken, daß sich der Schuh während der Zehenabhebephase beim Laufen leicht biegt.

Wie bei den übrigen Ausführungsformen der Erfindung wird das aufgeblasene Erzeugnis aus einem Mantel hergestellt, der eine verbesserte Barriere für Haltegase und eine permeable Barriere für die erwähnten beweglichen Gase darstellt. Wie bei den anderen Ausführungsformen gibt es eine periphere Kammer auf der mittleren und seitlichen Seite und die ver schiedenen Kammern sind sämtlich miteinander verbunden.

Während die verschiedenen veranschaulichten Ausführungsfor men miteinander in Verbindung stehende Kammern mit einer im wesentlichen freien Strömung des Haltegases und des beweg lichen Gases zwischen den Kammern darstellen, können selbst verständlich die verschiedenen Abteilungen teilweise mit Strömungsdrosselkanälen verbunden sein oder das Erzeugnis kann aus Kammern gebildet sein, die völlig unabhängig von anderen Kammern sind, auf verschiedene Druckpegel aufgebla sen sind, und aufgeblasenen Dämpfungsteilen, die wie das dehnbare Erzeugnis von Fig. 11 lediglich eine einzige Kammer aufweisen.

Die beschriebenen dargestellen Erzeugnisse sind so konstru iert, daß sie als Mittelsohlen von Fußbekleidungsartikeln verwendet werden können, hauptsächlich von Sport- und Frei zeitschuhen. Bei einem solchen Anwendungsfall können die aufgeblasenen Erzeugnisse in jeder beliebigen von mehreren unterschiedlichen Ausführungsbeispielen verwendet werden: 1) vollständig in einem geeigneten Mittelsohlenschaum eingekap selt, 2) lediglich im oberen Bereich der Einheit eingekap selt, um die unebenen Oberflächen auszufüllen und auszuglät ten, zwecks eines gesteigerten Komforts unter dem Fuß, 3) am Bodenbereich eingekapselt, um eine Befestigung der Außen sohle zu unterstützen, 4) an den Deck- und Bodenbereichen eingekapselt, aber an den Umfangsseiten aus kosmetischen und Vermarktungsgründen ausgesetzt, 5) ebenso wie bei 4), wobei lediglich ausgewählte Bereiche der Seiten der Einheit expo niert sind, 6) am oberen Bereich durch ein geformtes "Fußbett" eingekapselt, 7) ohne Einkapselschaum verwendet, was auch immer.

Zusätzlich zum Zusatz kristalliner Materialien zu einem Grundelastomer können mittels anderer Techniken kristalline Eigenschaften übermittelt werden. Eine Technik besteht darin, verschiedene Materialien zusammenzulaminieren, aber dies muß sorgfältig geschehen, um eine Delamination der Bestandteile zu vermeiden. Beispielsweise sind laminierte Erzeugnisse in der Verpackungsindustrie verwendet worden, um das Durchtreten von Sauerstoffgas in eine versiegelte bzw. abgedichtete Packung zu verhindern. Diese Verpackungs laminate sind für die vorliegende Erfindung im allgemeinen nicht zufriedenstellend, da die Verbundstoffe bzw. -teile unzulängliche Heißsiegeleigenschaften aufweisen oder auf grund von Reißen rasch ausfallen bzw. defekt werden, das durch Ermüdungsbelastung verursacht worden ist.

Ein Verfahren, daß zufriedenstellend gearbeitet hat, ist die Colamination von Polyvinyl Vinylidenchlorid-Copolymerisat und eines Urethan-Elastomerfilms. Die aus einem derartigen Material hergestellten Aufblasdämpfungselemente hatten annehmbare Barriereeigenschaften, aber das Verbundteil delaminierte unter Druck. Es wurde festgestellt, daß unter Verwendung eines Zwischenklebstoffs wie Silicon Q16106 oder PAPI 50 während des Laminierungsprozesses die geeignete Zeittemperaturbeziehung beobachtet wurde, wobei die Ergeb nisse verbessert werden konnten. Eine derartige Zeit- und Temperatursteuerung brachte die Verwendung einer aufgeheiz ten Plattenpresse mit sich, die mit einer kalten Presse ver bunden ist, die die verschiedenen Materialien unter Druck zusammenfrieren kann.

Zusätzlich zu den beschriebenen Verfahren zur Erhöhung des kristallinen Anteils des Grundelastomerfilms durch Mischen in diskrete Teile von kristallinem Partikelmaterial oder durch Verbinden des Elastomermaterials mit Konstruktions elementen von kristallinem Material gibt es weitere Lösungs ansätze. Ein oben erwähnter Lösungsweg ist in molekularem Maßstab. Dieser Lösungsweg bringt ein Vermischen oder Co polymerisieren des elastomeren Grundpolymerisats mit stark kristallinen Polymerisaten wie beispielsweise Polyethylen terephtalat (PET), Acrylcopolymerisaten, Polyvinyliden- Chlorid-Copolymerisaten, Polyester-Copolymerisatelastomeren, ultradünnen Flüssigkristallen, die dicht mit faserigen Mole külketten gepackt sind, Polyurethan-Nylonmischungen und weiteren Polyurethanmischungen. Weitere Lösungswege haben zur Folge die Verwendung von: im Vakuum abgesetztem Glas, weniger als 500 A dick, auf einer ultradünnen flexiblen Lage von Polyethylenterephtalat (PET) in Kombination mit einem Polyurethan-Elastomerfilmmaterial; ultradünne Flüssig kristallpolymerisatlage(n) in der Elastomermatrix, bestehend aus dicht gepackten faserigen Molekülketten; Acrylpolymeri sate mit Urethanen; Elastomer- und kristalline Legierungen; glasgefüllte thermoplastische Urethane wie "Elastollon" (von der BASF Corp.); glasfasergefüllte oder -verstärkte thermo plastische Urethane; Copolyester der harten kristallinen Segmente von thermoplastischen Polyurethanen und thermo plastischen Elastomeren; thermoplastische Elastomere, die geeignete Proportionen von weichen gummiartigen Bestandtei len in Kombination mit harten glasartigen kristallografi schen Materialen aufweisen, wie (1) thermoplastische Copoly merisate von Polyethern und Estern, wie abwechselnde bzw. alternierende Blockpolymerisate von weichen gummiartigen Polymersegmenten mit harten glasartigen kristallinen (PET)- Polymersegmenten, (2) Styrol (kristallin)/Butadien (gummi artig)/Styrol (kristallin)-Blockpolymerisate; thermoplasti sche Polyolefinelastomere, einschließlich Mischungen von Ethylen-Propylengummi mit kristallinen Polypropoxylen (engl. polypropoxylene; chlo riertes Polyethylen (kristallin) und Ethylenvinylacetat- Copolymerisat (EVA) (gummiartig); Chlorbutylgummi (gummi artig) und Polypropylen (kristallin); Copolymerisate von Polyethern und Aminen; Polyurethan-Hypermischungen wie Polyurethane und Nylons; Styrol-Blockcopolymerisate in Kombination mit verschiedenen Elastomer-Mittsegmenten, wie (1) Polybutadienen (2), Polyisopropenen, (3) Ethylenbuta dienen, (4) Ethylenpropylenen wie Kraton D und Kraton G. Weitere Materialien umfassen Polyester, Rayon (Chemiefasern aus regenerierter Zellulose oder Zelluloseestern), Kevlar, Acrylmaterialien, Nylons der verschiedenen Typen, Polypropy len, Polyester sämtlicher Typen, Baumwolle, Wolle und Mischungen davon.

Außerdem besteht ein weiterer Lösungsweg zur Erzielung eines verbesserten Barrieremantels zur Steuerung oder Kontrolle des Diffusionspumpens in der Verwendung von Aufdampfen oder im Vakuum Ablagern einer dünnen Metallage auf einer oder beiden Oberflächen des Elastomerelementes. Eine derartige Metallage muß lediglich eine Dicke von einigen Millionstel Inch (254 A) aufweisen, um wirksam zu sein. Die Metallab lagerung kann sich entweder auf der Außen- oder auf der Innenfläche des Films befinden, wobei die Innenfläche bevorzugt ist. Sie kann auch als Laminat zwischen zwei Elastomerlagen verwendet werden. Gute Verklebungen oder Verbindungen können zwischen zusammenpassenden Elastomer lagen unter Verwendung herkömmlicher Klebeprozesse erzielt werden, bei denen es sich nicht um HF-Verbindungstechniken handelt.

Im frühen Stadium der erfindungsgemäßen Entwicklung wurden Mischungen aus kristallinen und Elastomermaterialien zusam mengesetzt, um die Diffusion eines gasgefüllten Erzeugnisses zu kontrollieren. Diese Versuche, kristalline Eigenschaften durch Molekülverbindung zu verleihen, war nicht völlig erfolgreich, dahingehend, daß die sich ergebenden Erzeug nisse einige der zur Ausführung der Erfindung als wichtig erachteten Eigenschaften nicht besaßen. Beispielsweise erzeugten Mischungen von Polyvinylchlorid und Elastomer urethan Fasern oder Filamente, die für das HF-Schweißen gute dielektrische Eigenschaften und eine gute Dauerfestigkeit aufwiesen. Die Diffusionsrate der Gase war niedriger als diejeniger von Urethan allein. Die Schwierigkeit war eine Zugrelaxation oder Kriechen, so daß die gasgefüllten Erzeug nisse unter Druck allmählich von den Abmessungen her größer werden und ggf. explodieren. Dies war insbesondere in warmen Klimazonen der Fall.

Polyethylen wurde als gutes Barrierematerial angesehen, wirkte jedoch als Schmierstoff, wenn es mit Polyurethan ver mischt wurde. Es waren Gleitebenen zwischen dem Polyethylen und dem Elastomerurethan vorhanden. Offensichtlich gab es eine unzureichende Vernetzung zwischen den kristallinen und Elastomerbestandteilen. Das Ergebnis war wiederum eine unkontrollierte und übermäßige Dehnung aufgrund von Zug relaxation. Spätere Versuche zeigten, daß wenigstens 10% Vernetzung erforderlich war, um diese Probleme zu vermeiden und um Materialen vorzusehen, die bei gasgefüllten Dämpfungselementen verwendbar sind, wobei Diffusionspumpen zur Beibehaltung des Drucks wichtig ist. Somit sind nun neu artige Materialien verfügbar, die gemäß der Erfindung ver wendet werden können.

Polyurethan erwies sich als ausgezeichneter thermoplasti scher Elastomerfilm zur Verwendung in Hunderten von Mil lionen Aufblas- bzw. gasgefüllten Erzeugnissen, die während der letzten 10 Jahre von der Nike Shoe Co. hergestellt und weltweit verkauft wurden 25200 00070 552 001000280000000200012000285912508900040 0002004001542 00004 25081. Es ist daher eine ausgezeichnete Wahl zum Mischen oder Copolymerisieren mit einem kristal linen Polymerisat wie PET. Die physikalischen Eigenschaften dieses Polyurethans sind folgende:

Polyurethan ist ein thermoplastisches Elastomer mit abwech selnden Blockcopolymerisaten, die Segmente (20%) aus einem harten, sehr stark polaren oder kristallinem Material auf weisen, das durch Segmente (80%) von amorphen elastomeren Materialen (Polyester oder Polyether) verbunden ist, die bei normalen Betriebstemperaturen gummiartig sind. Die harten und weichen Segmente wechseln sich längs der Polymerkette ab. Die harten Blöcke bestehen gewöhnlich aus einer Mischung von 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat, kettengereckt mit Butan diol. Bei Aufheizen schmelzen die harten Segmente und das Material wird fluid. Bei Abkühlung werden die Segmente wie der hart und verbinden die weichen Segmente, so daß sich eine Festkörperstruktur ähnlich thermoplastischem Gummi ergibt. Da diese Polymerisate in der Schmelze eine Phasen trennung oder -struktur nicht beibehalten, werden sie leicht verarbeitet. Da die weichen Elastomersegmente polar sind, sind sie sehr rasch heißsiegelbar, insbesondere bei dielek trischem HF-Heißsiegeln. Ihre überlegenen Biegeermüdungs eigenschaften sind in Zehntausenden von harten, gründlichen Untersuchungen unter Verwendung von Dauerermüdungsmaschinen im Labor sowie in Zigmillionen von Paaren von Sport- und Freizeitschuhen demonstriert worden.

Um die oben festgestellten wesentlichen mechanischen Eigen schaften und Fertigungsvorteile beizubehalten, während die Permeabilität des Films gegenüber Supergas und Stickstoff herabgesetzt wird, müssen die Polymerisate mit anderen polaren Polymerisaten vermischt werden. Von besonderem Interesse sind Mischungen mit Polyethylenterephtalat (PET)- Polyester. Dies ist ein Kondensationspolymerisat, das durch Reagieren von Dimethylterephtalat mit Ethylenglykol herge stellt worden ist. Ein biaxial orientierter PET-Film findet in weitem Ausmaß Anwendung. Aufgrund der außerordentlich niedrigen Feuchtigkeitsabsorption von PET sind die mechani schen Eigenschaften durch Feuchtigkeit praktisch nicht beeinträchtigt. Eine größere Schlagfestigkeit ist mit neuen zäh gemachten Klassen von PET erhältlich. Diese Materialien basieren auf PET/Elastomerlegierungen. Verstärkte PET-Poly merisate sind ebenfalls erhältlich und nützlich.

Ein anderes thermoplastisches Elastomer-Grundmaterial, das mit kristallinen Elementen gemischt oder copolymerisiert werden kann, ist "HYTREL", ein Produkt der Du Pont Co. Hytrel kann auch mittels herkömmlicher thermoplastischer Techniken verarbeitet werden. Mehrere Formulierungen be sitzen die erforderlichen physikalischen Eigenschaften in bezug auf den Schmelzpunkt, Zugfestigkeit, Dehnung, Biege modul, Dauerfestigkeit und Reißfestigkeit. Hytrel weist 40 bis 80% harte Segmente und 60 bis 20% weiche Segmente auf. Obwohl eine hydrolytische Instabilität ein Problem darstel len kann, ist diese durch den Zusatz von Stiboxol auf an nehmbare Pegel herabgesetzt. Die härteren Hytrel-Formulie rungen weisen ausgezeichnete niedrige Gasdiffusionsraten auf, sind jedoch für Luftkissenanwendungen zu steif. Die weicheren Formulierungen (40D Shore-Härtemesser, beispiels weise Hytrel 4056) weisen gute Biegeeigenschaften auf, wobei ihnen jedoch die Eigenschaften niedriger Permeabilität feh len. Bei den in der Anmeldung umrissenen Näherungen und Lösungswegen kann dies durch Vermischen oder Copolymerisie ren mit kristallinen Polymerisaten richtiggestellt werden.

Ein weiteres gutes thermoplastisches Material ist "RITEFLEX", ein Produkt der Fa. Cellanese Corp. Riteflex 540 und Tieflex 547 mit Härtemessern von 40D und 47D sind typi sche Kandidaten, die mit herkömmlichen Spritzgieß- und Extrusionsanlagen verarbeitet werden können, und die Mate rialien sind zu 30 bis 40% kristallin. Die Schmelztempera turen liegen etwas niedriger als bei den Hytrelmaterialien und liegen im Bereich von 380 bis 420°F (193 bis 216°C). Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die thermo plastischen Elastomerformulierungen beschränkt, die in der Anmeldung als Mantelgrundmaterialien erörtert wurden, son dern sie umfassen auch derartige Materialien im allgemeinen Sinn. Die thermoplastischen Materialien können entweder thermoplastisch oder ausgehärtet sein. Dieselbe Generalisie rung trifft auch auf die stärker kristallinen Elemente zu, die mit dem Grundpolymerisat gemischt oder polymerisiert sind, um die gewünschte Kontrolle der Diffusionspumpraten und der Permeabilität zu erzielen.

Um die Unterschiede zwischen der Erfindung und der bekannten Diffusionspumptechnik und die Vorteile der Erfindung besser zu verstehen, wird auf Fig. 17 bis 19 Bezug genommen. Eine Kurve A in Fig. 17 veranschaulicht den Druckverlauf mit der Zeit, der in einem idealisierten Grenzfall vorliegen würde, d.h. bei einem verschlossenen Mantel, der ein konstantes Volumen aufweist (das Mantelmaterial dehnt sich nicht) und der bei 20 psi (137.900 Pa) mit einem Supergas (Freon 116) aufgeblasen wird, das einen konstanten Partialdruck im Mantel aufweist. Wie ersichtlich ist, steigt der Innendruck fortgesetzt an, bis er bei einem Druckpegel von 34,7 psig (239.250 Pa) stabilisiert wird. Dieser Druckanstieg beruht auf dem Diffusionspumpen von Stickstoffgas (Kurve C in Fig. 17) und von Sauerstoffgas (Kurve D von Fig. 17) aus der Umgebungsluft. Kurve A ist die Summe der Kurven C und D, zusätzlich zum anfänglichen 20 psi-Aufblasen, wie durch die Kurve A dargestellt. Beispielsweise nach 6 Monaten ist dann ausreichend Stickstoffgas in den Mantel diffundiert, um einen Partialdruck von Stickstoffgas von 10,8 psi (74.450 Pa) zu erzeugen. Ebenso ist der Partialdruck von Sauerstoff gas dann 3,1 psi (21.350 Pa). Die Summe dieser beiden zur Anfangsdruckbeaufschlagung addierten Drücke ergibt einen Wert von 33,9 psig (233.700 Pa) in der Kurve A nach 6 Monaten.

Die Kurve A von Fig. 17 stellt jedoch einen idealisierten Fall dar, der eine zweckmäßige Art und Weise der Beschrei bung der bekannten Diffusionspumptechnik liefert, wenn ein Bezug zu den Kurven C und D vorgenommen wird. Ein tatsäch licher Fall des Diffusionspumpens einer aufgeblasenen last tragenden Vorrichtung ist in der Kurve D von Fig. 17 veran schaulicht. Diese Kurve ist mit der Kurve A von Fig. 9 der US-PS 43 40 626 und Fig. 13 der US-PS 42 87 250, die sich auf den Fall einer tatsächlichen Luftsohle bezieht, bei der ein Polyurethanfilm verwendet wird und ein Überdruck mit F116-Supergas erzielt worden ist. Aus dem Vergleich der idealisierten Kurve A mit der tatsächlichen Vorrichtung, Kurve B, ist ersichtlich, daß der Druck in der Kurve B beträchtlich niedriger als im idealisierten Fall ist. Die Druckdifferenz beruht auf der Zugrelaxation des Films oder dessen Dehnung und dem Auswärtsdiffusionsverlust eines Teils des Supergases. Wie ersichtlich ist, steigt die Kurve B rasch an, wenn das Sauerstoff- und Stickstoffgas während der ersten 4 bis 6 Monate des Aufblasens nach innen diffusions gepumpt werden.

In Fig. 18 sind wieder Daten als Druckverlauf gegenüber der Zeit für erfindungsgemäße Erzeugnisse dargestellt. Die Kur ven E, F, G und H entsprechen jeweils den Kurven A, B, C und D von Fig. 17. Die Kurve E ist ein idealisierter Fall gemäß der Erfindung (konstantes Volumen und konstanter Super gas-Innenpartialdruck). Die Kurve G ist der Partialdruck von Stickstoffgas, das in die Vorrichtung diffusionsgepumpt wor den ist, während die Kurve H der Partialdruck von Sauer stoffgas ist, das in die Vorrichtung diffusionsgepumpt wor den ist. Aus dem Vergleich der Kurven G und H mit den Kurven C und D ist ersichtlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Barrierefilm die Diffusion von Sauerstoff- und Stickstoffgas langsamer vor sich geht. Beispielsweise ist der Partialdruck von Stickstoffgas nach 6 Monaten lediglich 3,1 psi (21.350 Pa), während der Partialdruck von Sauerstoff 2,9 psi (20.000 Pa) ist. Sauerstoffdiffusion pumpt rascher als Stickstoff. Diese Partialdrücke ergeben bei Hinzufügung zu dem anfäng lichen Aufblasdruck von 20 psi (137.900 Pa) den Gesamtdruck von 26 psi (179.250 Pa) der Kurve E.

Es ist wieder ersichtlich, daß die Kurve F, die die tatsäch lichen Daten für eine erfindungsgemäße lasttragende Vorrich tung darstellt, einen niedrigeren Druck als die idealisierte Kurve E aufweist. Die Differenz zwischen der tatsächlichen und der idealisierten Kurve gemäß der Erfindung ist jedoch geringer als bei den Daten von Fig. 17. Dies beruht darauf, daß das erfindungsgemäße verbesserte Barrierefilmmaterial die normalerweise langsame Auswärtsdiffusion von Supergas herabsetzt und das erfindungsgemäße verbesserte Filmmaterial eine herabgesetzte Zugrelaxation aufweist. Das Ergebnis ist, daß das aufgeblasene Volumen von Produkten gemäß der Erfin dung mit dem Zeitverlauf relativ konstant bleibt. Die Differenz zwischen den Kurven E und F beruht hauptsächlich auf der Zugrelaxation des Films, da ein Verlust des Super gasdrucks über die lange Zeitdauer sehr gering ist.

In Fig. 19 sind die Daten aus Fig. 17 und 18 überlagert und der Maßstab ist von 2 1/2 Jahre auf 14 Jahre verlängert, um das verbesserte Druckhaltevermögen gemäß der Erfindung zu veranschaulichen. Beim Vergleich der Kurven B und F wird ersichtlich, daß der Druck der Kurve B nach den ersten 4 Monaten beginnt, drastisch abzufallen, wobei während dieser Zeit der Druck in der Tat aufgrund des raschen Diffusions pumpens von Sauerstoff- und Stickstoffgasen (Kurven C und D) in den Mantel ziemlich rasch angestiegen ist. Mit dem Zeit verlauf setzt sich der Druckabfall fort, so daß der Druck nach 2 1/2 Jahren wieder auf den anfänglichen Aufblasdruck von 20 psi (137.900 Pa) abgenommen hat. Nach 4 Jahren ist der Druck auf 17 psig (117.200 Pa) abgefallen und fällt weiter ab.

Im Gegensatz dazu erfährt die die Erfindung darstellende Kurve F nie einen Druckabfall, sondern zeigt in der Tat einen fortgesetzten allmählichen Druckanstieg, bis sich der Druck nach 7 Jahren auf einen stationären, konstanten Wert von 28 psig (193.050 Pa) ausnivelliert. Daten aus den Kurven B und F für die beiden tatsächlichen lasttragenden Vorrich tungen können wie folgt in Tabellenform dargestellt werden, um die Vorteile der Erfindung wirksamer zu zeigen:

Diese Daten zeigen die Verbesserung des Langzeitüberdrucks, die gemäß der Erfindung erhalten werden kann. Langzeitunter suchungen bestätigen die neuartigen und einzigartigen Lang zeitergebnisse bei der Verwendung von F116, Luft und Stick stoffgas, wie in den Diagrammen dargestellt ist. Es kann daher eine annehmbare Druckbeaufschlagung mit weniger und weniger kostspieligen Supergasen oder im Grenzfall ein Aufblasen mit Luft oder Stickstoff erzielt werden.

Die Kurve F von Fig. 19 stellt den Fall eines erfindunsgemäßen Barrierematerials dar, wobei Sauerstoffgas das bewegliche Gas ist und einen vollen Partialdruck von 3,1 psi (21.350 Pa) in einem Jahr erreicht, und Stickstoff ist das halbbewegliche Gas, das einen vollkommenen Partialdruck von 11,6 psi (80.000 Pa) in 12 Jahren erreicht. Wie sich aus der Kurve F ergibt, ist es möglich, ein Daueraufblasen über lange Zeit in einem Mantel gemäß der Erfindung zu erhalten.

Ein möglicher Nachteil besteht jedoch darin, daß der Druck nach einer Reihe von Jahren auf 27 psi (186.150 Pa) an steigt, d.h. um 7 psi (48.250 Pa) höher (etwa 1/3 höher) als der anfängliche Fülldruck. Dies kann durch ein anfängliches Füllen mit einer Mischung von Luft und Supergas oder durch Füllen mit einem der weniger ausgeprägten Supergase, d.h. einem Gas, das rascher diffundiert, abgeschwächt bzw. gemil dert werden.

Eine bessere und bevorzugtere Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, am Anfang mit 100% Stickstoffgas aufzublasen. Die Kurve K in Fig. 20 stellt die Druck-Zeitbeziehung für ein Erzeugnis gemäß der Erfindung dar, das am Anfang mit 100% Stickstoffgas unter Druck gesetzt wurde. Die Kurve I zeigt die umgekehrte Diffusion anhand des Partialdrucks des beweglichen Sauerstoffgases in den Mantel, während die Kurve J den Partialdruck von Stickstoffgas im Mantel darstellt. Die Kurve K ist die Summe der Kurven I und J. Wie aus Fig. 20 ersichtlich ist, ist das Druck-"Überschießen" der Kurve K lediglich 10% des anfänglichen Aufblasdrucks, was ziemlich akzeptabel ist. Der anfängliche Druck beginnt auch nicht, unter die 20 psi (137.900 Pa) des anfänglichen Aufblas- bzw. Fülldrucks abzufallen, bevor etwa 5 1/2 Jahre verstrichen sind. Dies wird als ausgezeichentes Langzeitdaueraufblasen angesehen und dadurch erzielt, daß mit einem verfügbaren, kostengünstigen und harmlosen Gas, Stickstoffgas, gefüllt wird.

Fig. 21 ist eine Zusammensetzung der drei Typen des bereits in den vorhergehenden Diagrammen beschriebenen Diffusions pumpens. Kurve B ist das bekannte Diffusionspumpen mit einem Supergas. Kurve F ist das erfindungsgemäße Diffusionspumpen, bei dem Supergas und bewegliche Sauerstoff- und Haltestick stoffgase verwendet werden. Kurve K ist dieselbe wie die Kurve F, aber bei einem anfänglichen Aufblasen bei 20 psig (137.900 Pa), wobei reines Stickstoffgas anstelle von Super gas verwendet wird.

In Fig. 22 bis 24 sind verschiedene Strukturen gemäß der Erfindung veranschaulicht, um das Verständnis der beschrie benen Diffusionsphänomene zu erleichtern. In Fig. 22 sind die kristallinen Elemente etwa 1000fach vergrößert darge stellt und sicher mit dem Elastomermaterial der verbesserten Barrierelage bzw. -schicht verbunden oder verklebt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform kann das kristalline Mate rial kristallines Maschenmaterial oder faseriges Gewebemate rial sein, das sicher mit dem Elastomermaterial wie z.B. durch Klebstoff, mechanische oder Molekülbefestigung ver bunden ist. Die kleinen Pfeile veranschaulichen den Fluß bzw. die Strömung (aktivierte Diffusion) des Füllmediums oder die umgekehrte Diffusion von Umgebungsluft durch das Barrierematerial. Bei der aktivierten Diffusion kondensieren die Füllgase zunächst auf den Außenflächen des Barriere films, wandern dann im flüssigen Zustand durch den Film, um auf der gegenüberliegenden Seite des Films auszutreten und dann als Gas wieder zu verdampfen. Wie in Fig. 22 darge stellt ist, bilden die kristallinen Elemente auf wirksame Weise eine Blockierung oder Strömungsdrosselung für die Bewegung des Füllmediums durch den Barrieremantel und die nach innen gerichtete Umkehrdiffusion von Luft. Dies ist schematisch durch die auf die Oberflächen des kristallinen Materials auftreffenden gebogenen Pfeile veranschaulicht, wodurch die Strömung bzw. der Fluß um die kristallinen Elemente herum umgelenkt wird und nachfolgend die Strömung in den engen Kanälen zwischen benachbarten Bereichen der kristallinen Elemente zusammengedrängt oder gequetscht wird, wenn sich das Füllmedium weiter durch das das kristalline Material einschließende Elastomermaterial bewegt.

Bei der in Fig. 22 veranschaulichten Ausführungsform ist ein großer Bereich des Barrierefilmquerschnitts vom kristallinen Material belegt, das im wesentlichen Null Strömung von Auf blasmedium gestattet. Kombiniert mit der Tatsache, daß das Elastomermaterial im wesentlichen eine ziemlich gute Barriere in bezug auf die Supergasdiffusion darstellt, führt dies zu einem sehr wirksamen Mechanismus zur Kontrolle des Diffusionspumpens, um genauere und stabilere Fülldrücke über eine wesentlich größere Zeitdauer zu erzielen, wodurch ein sehr stark verbessertes und überlegenes Erzeugnis geschaffen wird.

Die in Fig. 23 veranschaulichte Ausführungsform ist ähnlich derjenigen von Fig. 22, außer daß die kristallinen Elemente lediglich im Elastomermaterial eingebettet und weniger fest an diesem wie in Fig. 22 angebracht sind, durch die Verwen dung einer geeigneten Verbindung oder von Koppelverfahren, einschließlich der Temperatur, des Drucks und der Zeit, die zur Erzielung einer guten mechanischen oder chemischen Ver bindung benötigt werden. Wenn keine gute Verbindung erzielt wird, wie in Fig. 23 veranschaulicht ist, gibt es Hohlräume um die kristallinen Elemente oder die Struktur herum. Diese Hohlräume sind in Fig. 23 als konzentrische Ringe oder Zwischenräume um die zu Erläuterungszwecken veranschaulich ten, idealisierten kristallinen Elemente herum dargestellt. Die Pfeile, die die Bewegung des Füllmediums zeigen, sind so dargestellt, daß sie sich in die Hohlräume bewegen und selektiv sehr einfach und rasch durch den durch die Hohl räume erzeugten Pfad mit dem geringsten Widerstand trans portieren. Die größere Länge der Pfeile im Vergleich zu derjenigen von Fig. 22 bedeutet eine vergleichsweise Ein fachheit des Transports des Füllmediums mit herabgesetzter Zusammendrängung und Strömungsdrosselung bei den engen Kanä len zwischen benachbarten Bereichen des kristallinen Materi als. Es ist somit wichtig, eine wirksame Verbundstruktur zur Kontrolle des Diffusionspumpens zu erzeugen, um eine gute Verbindung zwischen dem Elastomermaterial und dem kristalli nen Material oder den Elementen zu erzielen. Dies ist auch wichtig, um eine annehmbare Langzeitbiegedauerfestigkeit und Haltbarkeit zu erzielen.

Die in Fig. 24 veranschaulichte Ausführungsform enthält kri stalline Elemente in der Form von dünnwandigen, hohlen, sphärischen Glasmikrokügelchen mit unregelmäßig verteilten Durchmessern im Bereich von 50 bis 200 µm oder mehr. Kügel chen mit so verschiedenen Durchmessern sind kostenwirksamer als diejenigen mit gleichmäßigen Durchmessern, obwohl die letzteren verwendet werden können. Wie im Fall der Fig. 22 und 23 ist der Transport des Füllmediums durch das verbes serte Barriereverbundmaterial durch Pfeile dargestellt. Die Vergrößerung dieser Ansicht ist etwa 100 000fach. Die abge stumpften und verzerrten Pfeile zeigen die auf die Ober fläche der Kügelchen auftreffende Strömung und werden so um die Kügelchen in die strömungsdrosselnden Kanäle zwischen den benachbarten Kügelchen umgelenkt. Selbstverständlich können die kristallinen Kügelchen auch größere Abmessungen aufweisen, eher massiv als hohl sein und aus einem anderen kristallinen Material als Glas sein.

Es wird nun auf Fig. 25 Bezug genommen, die eine Ausfüh rungsform der Erfindung darstellt, bei der ein verbesserter Barrierefilm 200 zur Bildung des unter Druck zu setzenden Mantels verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform liegt der Barrierefilm in der Form eines zusammengesetzten kristallo graphisch-amorphen Elastomerbarrierematerials vor, bei dem das Grundmaterial 202 ein amorphes Elastomermaterial ist, dessen kristalline Eigenschaften durch das Vorhandensein von harten kristallinen Segmenten oder Elementen 203 erhöht ist, die stark verwunden oder deformiert, gereckt oder abge plattet sein können. Die harten kristallinen Segmente oder Elemente sind vorzugsweise gleichförmig durch das Grundmate rial verteilt. Dies kann durch zweckmäßiges Vernetzen, Pfropfen oder Graften oder andere Polymerisationstechniken erzielt werden. Die Verzerrung wird durch Recken oder Pres sen des Matrials bewirkt, während sich die Kristalle in Bil dung befinden. Die Verzerrung setzt die Kristallstruktur der Elemente 203 im Grundmaterial wirksam unter Spannung, was zur Folge hat, daß sich eine Zunahme in der kohäsiven Ener giedichte ergibt und die kristallinen Elemente weitaus effektiver als die nicht verzerrten sind. Die Seite 204 ist die Innenwand des Mantels und die Seite 205 ist die Außen bzw. Umgebungsluftseite des Mantels.

Bei dieser Ausführungsform ist das Barrierematerial perme abel für bewegliche Gase, semipermeabel zur Auswahl von Haltegasen und im wesentlichen impermeabel für Supergase. Der veranschaulichte Maßstab ist derjenige, der in einem Elektronenmikroskop zu sehen wäre. Wiederum zeigen die Pfeile die Strömung des beweglichen Gases durch den Bar rierefilm. Bei dieser Ausführungsform besteht das Grund material aus weichen Elastomersegmenten oder -bereichen, während die kristallinen Segmente oder Bereiche aus hartem kristallinem Material sind.

Wie für den Fachmann ersichtlich ist, können die erfindungs gemäßen Erzeugnisse bei einer großen Vielzahl von Produkten verwendet werden, obwohl die Erfindung im Beispielsfall auf Fußbekleidung fokussiert war. Beispielsweise könnten die erfindungsgemäßen Erzeugnisse in Kopfschutzvorrichtungen wie Helmen für den Sport, das Militär, das Baugewerbe, die Indu strie, das Motorradfahren, Fahrräder und für andere Helme verwendet werden; in Sätteln und Sitzpolsterungen und -dämpfungselementen; in Handschuhen oder Schutzvorrichtun gen; in Dichtungen für Türen, Fenster, Flugzeuge, Raumfahr zeuge, in gewerblichen und Ölfelddichtungen; Matratzen und Kissen; Verpackungserzeugnissen; Schwimmvorrichtungen ver schiedener Arten; Haltern und Handgriffen für Tennisschlä ger, Bohrhämmer, Leistungssägen; schlagangebrachten oder schlagerzeugenden Vorrichtungen verschiedener Arten; und beliebige der verschiedenen Vorrichtungen oder Anwendungen, die sich für den Fachmann ergeben, der mit Energie absorbie renden und Energie zurückführenden Vorrichtungen und mit Dämpfungs- und elastischen Vorrichtungen vertraut ist.

Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung somit auf ein Erzeugnis in der Form einer Dämpfungsvorrichtung, die aus einem thermoplastischen Film hergestellt ist, der kristalli nes Material enthält, das auf einen relativ hohen Druck auf geblasen ist und zur Zeit der Herstellung verschlossen bzw. abgedichtet und versiegelt wird. Das Erzeugnis hält den inneren Aufblasdruck während langer Zeiträume bei, indem eine Form des Diffusionspumpphänomens eines Selbstaufblasens verwendet wird, bei dem das bewegliche Gas die Gasbestand teile von Luft außer Stickstoff sind. Bei verbesserten und neuartigen Dämpfungsvorrichtungen gemäß der Erfindung werden neuartige Materialien für den Film des Hüllmantels verwen det, die die Diffusionspumprate selektiv steuern können, wodurch eine größere Breitenflexibilität und eine größere Konstruktionsgenauigkeit der neuartigen Dämpfungsvorrichtung erzielt werden und auf diese Weise die Funktion verbessert und die Kosten derartiger Vorrichtungen herabgesetzt werden, bei Ausschalten einiger der Nachteile bekannter Erzeugnisse. Es ist auf diese Weise möglich, bestimmte Arten der neuen Vorrichtungen auf Dauer aufzublasen, wobei leicht verfügbare Gase wie Stickstoff oder Luft verwendet werden, wobei in diesem Fall Stickstoff das Halte- bzw. eingeschlossene Gas bildet.

Zur Definition der "Supergase" wird auf die eingangs zitierten US-Patentschriften verwiesen sowie ferner auf die DE-PS 28 45 798 und die DE-OS 29 18 096.

Claims

1. Lasttragende, gasdruckbeaufschlagte Dämpfungsvor richtung, umfassend

- einen verschlossenen Mantel (17; 50), der wenigstens eine durch wenigstens eine mit beabstandeten Wandbereichen (19, 20) eines filmartigen Materials gebildete Kammer (61 bis 66) aufweist;
- wobei das filmartige Material aus Kunststoff, polar und Elastomer ist und Gasdiffusionseigenschaften eines teilweise kristallinen Filmmaterials aufweist;
- wobei der Mantel (17; 50) am Anfang auf einen vorbe stimmten Druck durch wenigstens ein Haltegas druck beaufschlagt wird, in bezug auf das das filmartige Material als Barriere wirkt, um die Diffusion des Haltegases hindurch zu verzögern;
- wobei das Filmmaterial durch die Fähigkeit gekennzeichnet ist, daß es das Haltegas zurückhält, um die Vorrichtung wenigstens teilweise auf Überdruck zu halten und eine Diffusion eines beweglichen Gases hindurch zu gestatten; und
- der Innendruck des Mantels (17; 50) die Summe der Partialdrücke der beweglichen und Haltegase ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Haltegas Stickstoffgas ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Haltegas wenigstens ein Supergas enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen Ei genschaften durch ein im filmartigen Material (30) ent haltenes kristallines Material (32) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material ein faseriges Material ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material (32) ein kristallines Plättchenmaterial ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das filmartige Material ein elastomeres Polyurethanpolymerisat ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung ein Teil einer Fußbekleidung ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung ein Ab satzbasis- oder Unterlegteil (10, 12, 14, 50, 90) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung ein sich über die gesamte Länge erstreckendes Sohlenteil (100, 125, 150) ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung eine Länge aufweist, die geringer als die Länge des Fußbe kleidungserzeugnisses ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Material ein stark kristallines Gaze- oder Gewebematerial ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung wenigstens teilweise schaumgekapselt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der verschlossene Mantel aus wenigstens zwei Lagen von Filmmaterial (78, 79, 80) gebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Material ein Metall oder eine Metallegierung in einer Form ausgewählt aus der Gruppe ist, die besteht aus Filamenten, Puder, Plättchen, Stoff oder Tuch, Kügelchen und Mikrokügelchen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5, 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Material ein steppstichgenähtes Material ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der verschlossene Mantel (50) aus einer Anzahl von getrennt abgedichteten Kammern (61 bis 66) besteht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der verschlossene Mantel aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Kammern besteht.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck des Man tels über dem Atmosphärendruck liegt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel wenigstens eine periphere Naht enthält.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen Eigen schaften durch ein kristallines Material vorgesehen sind, das mit wenigstens einer Fläche des Filmmaterials verbunden ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material eine dünne Metallage ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Material ein kristallines Polymermaterial ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das filmartige Material eine Mischung aus Polymermaterialien ist, von denen wenig stens eines ein kristallines Material ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen Eigen schaften durch ein Polyethylenterephtalat-Polymermaterial vorgesehen sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das filmartige Material wenigstens teilweise aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das filmartige Material wenigstens teilweise aus einem thermoplatischen Polyester elastomer besteht.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gas wenigstens einen Gasbestandteil von Luft enthält, der nicht Stickstoffgas ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltegas Luft, Stickstoff oder Supergas umfaßt und das bewegliche Gas Sauerstoff umfaßt.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltegas Stickstoff ist und das bewegliche Gas Sauerstoff umfaßt.

31. Verfahren zur Herstellung einer lasttragenden, mit Gasdruck beaufschlagten und elastischen Dämpfungs vorrichtung, aufweisend die Schritte, daß

- ein Mantel vorgesehen wird, bei dem wenigstens eine Kammer durch wenigstens mit Abstand angeordnete Wand bereiche eines filmartigen Materials gebildet ist;
- das filmartige Material aus Kunststoff und Elastomer ist und Gasdiffusionseigenschaften eines teilweise kristal linen Materials aufweist;
- am Anfang der Mantel auf einen vorbestimmten Druck durch wenigstens ein Gas druckbeaufschlagt wird, in bezug auf das das filmartige Material als Barriere zur Verzögerung einer Diffusion dieses Gases hindurch wirkt;
- wobei das Filmmaterial durch die Fähigkeit gekennzeichnet ist, daß es das eine Gas zurückhält, um die Vorrichtung wenigstens teilweise druckbeaufschlagt zu halten und eine Diffusion eines beweglichen Gases hindurch zu gestatten;
- der Mantel verschlossen wird, so daß er das eine Gas enthält und
- der verschlossene Mantel der Umgebungsluft ausgesetzt wird, wodurch ein bewegliches Gas aus der Umgebungsluft in den verschlossenen Mantel diffundiert derart, daß der Innendruck des Mantels die Summe der Partialdrücke des einen Gases und des beweglichen Gases ist.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gas Stickstoffgas ist.

33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gas ein Supergas ist.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus einem flachen lagenartigen Material vorgesehen wird.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel durch eines oder eine Kombination des Blasformens, Spritzgießens, Sturz/Eintauchgießens, Vakuumformens, Rotationsformens, Spritzpressens und Druckformens gebildet wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus einem thermoplastischen Material gebildet wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus einem wärmehärtenden Material gebildet wird.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel durch Zu sammenschweißen wenigstens eines Bereiches der Wände gebildet wird, wobei die Innenflächen der Wände vor dem Schweißen mit einem Grundiermittel behandelt werden.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung an einem Fußbekleidungsartikel angebracht wird.

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gas wenigstens einen Gasbestandteil von Luft enthält, der nicht Stickstoffgas ist.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gas ein Haltegas ist, das Luft, Stickstoff oder Supergas oder Mischungen davon enthält und das bewegliche Gas Sauerstoff ist.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des an fänglichen Druckbeaufschlagens umfaßt, daß der Druck auf einen Innendruck oberhalb des Atmosphärendruck gebracht wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdiffusions eigenschaften eines teilweise kristallinen Materials durch ein im filmartigen Material enthaltenes kristallines Material vorgesehen werden.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekenn zeichnet, daß als kristallines Material ein faseriges Material verwendet wird.

45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekenn zeichnet, daß das faserige Material ein Stepp stichmaterial ist.

46. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material ein kristallines Plättchenmaterial ist.

47. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material ein stark kristallines Gaze- oder Gewebematerial ist.

48. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material ein Metall oder eine Metallegierung in einer Form ausgewählt aus der Gruppe ist, die aus Filamenten, Pulver, Plättchen, Stoff oder Tuch, Kügelchen und Mikrokügelchen besteht.

49. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Vorsehens eines Mantels die Bildung einer Anzahl separater Kammern im Mantel umfaßt und jede der Kammern druckbeaufschlagt und anschließend verschlossen wird.

50. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen Ei genschaften durch ein kristallines Material vorgesehen werden, das mit wenigstens einer Oberfläche des Film materials verbunden ist.

51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material eine dünne Metallage ist.

52. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekenn zeichnet, daß das kristalline Material ein kristallines Polymermaterial ist.

53. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß das filmartige Material eine Mischung von Polymermaterialien ist, von denen we nigstens eines ein kristallines Material ist.

54. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen Ei genschaften durch ein Polyethylentherephtalat-Polymer material vorgesehen werden.

55. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß das filmartige Material ein Polyurethanmaterial ist.

56. Lasttragende, gasdruckbeaufschlagte Dämpfungsvor richtung, umfassend

- einen verschlossenen Mantel, mit wenigstens einer Kammer, die durch wenigstens mit Abstand angeordnete Wand bereiche eines filmartigen Materials gebildet ist;
- wobei das filmartige Material ein zusammengesetztes kristallographisches, amorphes Elastomerbarrierematerial ist;
- wobei der Mantel anfangs durch wenigstens ein Gas auf einen vorbestimmten Druck druckbeaufschlagt wird, wobei das filmartige Material in bezug auf das Gas als Bar riere zur Verzögerung der Diffusion eines Haltegases dadurch wirkt;
- wobei das Filmmaterial dadurch gekennzeichnet ist, daß es harte kristalline Segmente oder Elemente im Elastomer material aufweist, um die aktivierten Diffusions eigenschaften des Barrierematerials durch die Fähigkeit zu verstärken, das wenigstens eine Gas zurückzuhalten und die Vorrichtung wenigstens teilweise druckbeauf schlagt zu halten und eine Diffusion eines beweglichen Gases hindurch zu gestatten; und
- wobei der Innendruck des Mantels die Summe der Partialdrücke des wenigstens einen und des Haltegases ist.

57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekenn zeichnet, daß die harten kristallinen Segmente oder Elemente so verzerrt sind, daß sie die aktivierten Dif fusionseigenschaften des Barrierematerials verstärken.