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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Socken in Form eines Füßlings gemäß Anspruch
1.
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Strümpfe oder
Socken werden nach allgemeinem Stand der Technik auf speziellen
Maschinen durch Stricken oder Verwirken von Garnen aus Baumwolle
und/oder Synthetikmaterial hergestellt. Dabei finden Garne aus Baumwolle
und/oder Kunstgarne als Material für Strickmaschinen Verwendung, wobei
eine Produktion durch Stricken oder Verwirken erfolgt. Bei der Herstellung
müssen
diese Produktionsverfahren in besonderer Weise die Ergonomie der
natürlichen
Gliedmaßen
des Fußes,
wie insbesondere der Zehen, Ferse, Fußballen und Knöchel berücksichtigen.
Damit ein angenehmer Tragekomfort erzielt wird, müssen die
verwendeten Garne aus Bauwolle auch elastische Anteile enthalten.
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Nur
durch die Legierung von Naturgarn mit elastischem Garn wird ein
angenehmes Tragen von Socken erst möglich. Ursache für diese
notwendige Legierung ist die natürliche
Gliedform des Fuß vom Schienbein
zum Knöchel
und vom Knöchel
zu den Zehen.
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Die
Zehen, sowie der Fußgelenkbereich
benötigen
daher während
der Produktion besondere Aufmerksamkeit.
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Die
nach dem Stand der Technik beschriebene Produktionsweise von Socken
wird analog auch für
die Herstellung von Füßlingen
angewandt. Wie bei herkömmlichen
Socken, wird der Füßling heute aus
Garn gestrickt bzw. gewirkt. Nachteilig ist insbesondere bei der
Fertigung von Füßlingen,
der hohe maschinelle und zeitliche Aufwand der Stückfertigung.
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Socken
und Füßlinge haben
aufgrund der ähnlichen
Produktionsverfahren die gleichen Nachteile. Durch die Verwendung
von Garn durchläuft
jeder Socken/Füßling einen
aufwendigen Strick-, Näharbeitschritt.
Daraus resultieren hohe technische Anforderungen an die Maschinen,
welche hohe Investitionen erfordern. Zusätzlich ist dieses Verfahren
sehr zeitintensiv und unter Berücksichtigung
der Problemzonen wie Fußgelenkbereich
und Zehen auch verarbeitungsintensiv.
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Füßlinge,
wie sie heute als Maschengewebe oder Strickware bekannt sind, eignen
sich aufgrund der hohen Fertigungskosten und hochwertigen Garne
nur für
einen mehrmaligen und längerfristigen
Gebrauch und sind deshalb für
einen Einweg-, bzw. Tagesgebrauch nicht geeignet.
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Neue
Ansätze
zielen darauf ab, Bekleidung und Socken mittels Nonwovens herzustellen.
Die gewünschten
Eigenschaften der jeweils eingesetzten Nonwovens können in
der Produktion durch eine Vielzahl von Einflussfaktoren individuell
an den Zweck der Bekleidung angepasst werden. Einflussfaktoren sind
das Flächengewicht,
die verwendeten Fasern, die Faserlänge und das Produktionsverfahren.
Aus
WO 03/054265 A1 ist
ein "Flammresistenter Einlagestoff
für Schutzbekleidung
gegen thermisch Einwirkungen" bekannt.
Hauptmerkmal dieser Erfindung ist einen flammhemmender Nonwoven.
Dabei wurden die Eigenschaften auf eine flammresistente und brandbeständige Wirkung
ausgerichtet. Diese erhält
das Nonwoven durch ein Fluidstrahlverfahren, sowie durch ein Flächengewicht
des Nonwovens von 40 bis 200 g/m2, welches flammresistente Schafwoll- und
synthetische Fasern enthält.
Dabei müssen
diese Fasern eine Faserlänge
von 20 bis 120 mm aufweisen. Wie oben erwähnt müssen Nonwovens an die Zwecke
der Bekleidung optimal angepasst werden. Für die speziellen Bedürfnisse
von Bandschutzkleidung sind wahrscheinlich optimal. In Zusammenhang
mit einem Einwegfüßling, sind
die patentieren Eigenschaften aus
WO 03/054265 A1 jedoch nicht geeignet, da
ein optimaler Einwegfüßling andere
Ziele erfüllen
muss als Bandschutzkleidung. So erfüllen die in dem Nonwoven verarbeiteten
synthetischen Fasern zwar das Ziel einer Brandhemmung, jedoch erfüllen sie
nicht die notwendige Eigenschaften der Umweltverträglichkeit,
bzw. biologisch Abbaubarkeit, welche bei unserem Einwegfüßling ein
entscheidendes Merkmal darstellen. Das Nonwoven aus
WO 03/054265 A1 eignet
sich daher nicht für
die Produktion von Einwegfüßlingen!
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Eine
weitere Idee im Zusammenhang mit Einwegfüßlingen offenbart die Herstellung
eines Hygienesockens. So wird in der japanischen Patentschrift
JP 09176902 AA ein
Einwegkniestrumpf beschrieben, der leicht im Handgepäck mitgeführt werden
kann. Der Anmelder beschreibt hier einen Einwegkniestrumpf der aus
Vlies, Baumwolle, Papier oder Granulat hergestellt werden kann.
Dabei wird das Ziel verfolgt, einen Hygieneschutz zu gewährleisten.
So wird unter der Betrachtung des Hygieneaspekts mit dieser Patentschrift
mit großer
Wahrscheinlichkeit eine optimale Hygiene erreicht. Allerdings wird
der Umweltaspekt, sowie die Problematik der Materialbeständigkeit
in dieser Patentschrift nicht berücksichtigt. Der Socken wird
lediglich als Einwegartikel quantifiziert. Damit wird nicht das
Ziel eines umweltfreundlichen, z. B. biologisch abbaubaren Hygienesockens
verfolgt. Damit unterscheidet sich diese Patentschrift wesentlich
von der hier vorliegenden neuen Patentanmeldung, in der der Umweltaspekt
einen wesentlichen Gedanken einnimmt. So sollten Produkte aus heutiger
Sicht aus umweltverträglichen Materialien
hergestellt werden, um so eine überflüssige Umweltverschmutzung
zu vermeiden. Zum anderen setzt sich die Patentschrift nicht mit
der Problematik der Materialbeständigkeit
auseinander, welche im Rahmen eines Einwegfüßlings zwingend beachtet werden
müssen.
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In
den Druckschriften Patentschriften
DE 202 08 563 U1 und
DE 299 01 284 U1 ein Einwegfüßling aus
Vlies beschrieben. Dabei zielen beide Gebrauchsmuster darauf ab,
sich einen Einwegfüßling an
sich schützen
zu lassen.
DE 202
08 563 U1 setzt sich im Unterschied zu
DE 299 01 284 U1 noch mit dem
Problem auseinander, dass ein Vlies (Nonwoven) lediglich eine geringe
Elastik aufweist, welche aber im Zusammenhang mit der Individualität von Füßen eine
bedeutende Rolle spielt. Dieses Problem soll durch ein Gummiband
im oberen Rand des Füßling eingefasst
werden. Damit soll der Füßling am Fuß sitzfest
werden und gleichzeitig elastisch sein. Das Verfahren, indem ein
Gummiband in einen Hohlraum, bzw. zwischen zwei Materialien eingelassen wird
ist, gängige
Praxis. Bei einem Einwegfüßling führt diese
Art der Einfassung eines Gummibands jedoch zu einem unbequemen Tragezustand
im Schuh. Dieser resultiert aus der Art des Verfahrens. Da das Gummiband
in gedehntem Zustand jeweils an den Endpunkten befestigt wird, und
nicht in regelmäßigen Abschnitten
mit dem eigentlichen Vlies, führt
dies bei durch die sehr individuellen Füßen regelmäßig zu Überlappungen, bzw. unangenehmem Trageverhalten.
Damit ist die in
DE
202 08 563 U1 angemeldete Idee in Zusammenhang mit einem
Einwegfüßling nicht
ideal und könnte
durch eine gleichmäßigere Verteilung
der Elastik einen höheren
Tragekomfort erzielen.
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Für einen
Einwegfüßling kommt
der Materialwahl eine entscheidende Bedeutung zu. Aufgrund der Belastung
durch das eigene Körpergewicht
ist das Material am Fuß und
im Schuh einer extremen Belastung ausgesetzt. Die durch die Anzahl
der Bewegungen in Form von Gehen, Rennen, Springen, Sitzen, usw.
erfolgt eine starke Materialermüdung bzw.
-beanspruchung. Fußschweiß als natürlich Eigenart
des Menschen ist ein weiterer stark beanspruchender Faktor für das Material.
Die durch den Fuß abgegebene
Feuchtigkeit welche aus der Bewegung resultiert, führt wie
bei einem Papiertaschentuch bei lang anhaltender Dauer (einige Stunden)
zur Zersetzung oder Erschlaffung des Materials. Hinzu kommen weitere
Einflussfaktoren, in Form von Fremdkörpern wie Sand und Stein.
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So
führen
diese starken Überbeanspruchungen
zu einer Dehnung der bekannten Materialien und in der Regel zu Rissen,
welche durch Feuchtigkeit und Fremdkörper beschleunigt werden. Daraus
resultiert, dass das Material einer Vielzahl von Belastungen standhalten
muss, damit es den hohen Anforderungen in Form von Bequemlichkeit,
Feuchtigkeitsaufnahme und Reißfestigkeit
für einen
ganzen Tag, bzw. mehreren Tagen gerecht werden kann. Diese Aufgaben
haben die bis heute bekannten Materialien nicht erfüllen können.
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Diese
bessere Elastiksituation könnte
durch das Einnähen
eines Gummigarns erreicht werden.
DE 695 20 874 T2 beschreibt eine Strumpfware,
die hergestellt wird, indem im Wesentlichen ausschließlich ein
umhülltes
elastisches Garn zu zumindest dem Beinabschnitt-Strickstoff derselben
gestrickt wird. Dieses Garn soll bei der Strumpfhosenproduktion
eingesetzt werden. Eine Strumpfhose muss aufgrund der Kundenbedürfnisse,
transparent, glatt, glänzend,
hautfreundlich, haltbar sowie eine gute Passform aufweisen. Damit
eine gute Passform erzielt wird, wird das als Kerngarn des umhüllten elastischen
Garns zu verwendete elastische Garn aus synthetischen- oder Kautschukgarnen
hergestellt. Die Materialwahl verfolgt hier das Ziel, eine Strumpfhose
herzustellen, die die o.g. Kundenbedürfnisse erfüllt. Umweltaspekte bleiben
hier unberücksichtigt. Auch
bei dem Umhüllungsgarn
wird ein synthetisches Garn (Polyamidfilament) eingesetzt. Synthetische
Garne sind aber im Zusammenhang mit einem Einwegfüßling nicht
geeignet, da diese in der Regel nicht biologisch abbaubar sind.
Neben der Materialwahl zur Herstellung des Gummigarns wird mit diesem
das Ziel verfolgt, eine Strumpfhose zu stricken, bzw. ein Maschengeflecht
zu bilden, was sich aus einer Vielzahl von Gummigarnfaden ergibt
und die Form einer Strumpfhose annimmt, welche die o.g. Kundenbedürfnisse
erfüllt.
Im Zusammenhang mit einem Einwegfüßling ist dieses Gummigarn
aber nicht geeignet. Der Zweck eines Gummigarns in einem Einwegfüßling ist
darauf ausgerichtet einen Dehneffekt bzw. Flexibilität zu erzeugen.
Das Gummigarn muss in diesem Zusammenhang keine mehrtägigen Belastungen überstehen,
sondern muss lediglich eine eintägige
Belastung überstehen,
wodurch auf synthetische Materialien, welche schneller ermüden verzichtet
werden kann. Damit ist das in
DE 695 20 874 T2 beschrieben Gummigarn für die Verwendung eines
Einwegfüßlings ungeeignet,
es erfüllt
nicht die für
einen Einwegfüßling erforderlichen
Eigenschaften.
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Hierdurch
lässt sich
erklären,
warum eine Realisation und Markteinführung eines Einwegfüßlings bis
heute nicht erfolgreich abgeschlossen werden konnte.
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Materialstärkende Einflussfaktoren
im Zusammenhang mit Einwegfüßlingen
wurden bis heute noch nicht erforscht und sind nach dem Stand der Technik
nicht bekannt.
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Die
Erfindung hat sich der Aufgabe gestellt, einen Einwegfüßling zu
entwickeln, der die Forderungen eines bequemen und belastbaren Einwegfüßlings im
Hinblick auf Kapillarwirkung, Elastizität und Umweltverträglichkeit
erfüllt.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die
aus unserer Forschung gewonnenen Erkenntnisse über spezielle materialstärkende Produktionsfaktoren
im Zusammenhang mit textilem Flächengefüge sollen
Gegenstand dieser Patentschrift sein. Wie oben bereits erwähnt führen Fußbewegungen
zwangsläufig
zu einer starken Materialbeanspruchung, welche durch Fußfeuchtigkeit
zusätzlich
beschleunigt wird. So konnten wir feststellen, dass die Länge der
Faser eine grundlegende Restriktion für die Materialbeständigkeit
eines Flächengefüges ist. Je
kürzer
die Faser, um so geringer ist die Verwirkmöglichkeit mit weiteren Fasern
bereits während
der Produktion von textilen Flächengefügen. Es
lässt sich
hieraus subsumieren: "je
länger
die verwendete Faser, umso besser ist die Belastbarkeit des textilen Flächengefüge". Die zweite Restriktion
ergibt sich aus der Art der Produktion für textile Flächengebilde. Hier
konnte durch Test belegt werden, dass das sog. Wasserstrahlverfahren
die Belastbarkeit im Vergleich zum Airlaid-, oder Spunlaidverfahren
dominiert. Das Wasserstrahlverfahren ermöglicht eine bessere "Verwirkung" der Fasern, wodurch
sich die Beständigkeit des
textilen Flächengefüges stärken läst. Nachdem Faserlänge und
Art der Produktion von textilem Flächengefüge als grundlegende Restriktionen
identifiziert werden konnten, wurden weitere Materialstärkenden
Faktoren für
textile Flächengefüge erforscht. Dabei
haben wir unseren Fokus auf eine Faserlegierungen gelegt. Bei der
Faserindustrie für
Textilstoffe sind wir dabei fündig
geworden. So konnten wir eine neuartige Faserlegierung aus Cellulose-
und Viskosefasern als materialstärkenden
Faktor identifizieren. Eine neue und von uns verwendete Faserlegierung aus
den o.g. Fasern ist auf der Welt einzigartig und wurde zwischenzeitlich
von einem Zulieferer erfolgreich patentiert.
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Die
Legierung von verschiedenen Fasern kann also die Belastbarkeit des
Materials erhöhen. Als
letzte Restriktion haben wird das Materialgewicht als Materialstärkenden
Faktor für
Einwegfüßlinge identifizieren
können.
Das Materialgewicht beschreibt die Menge der verwendeten Fasern
in Gramm in Bezug auf einen Quadratmeter. Durch Tests haben wir
festgestellt, dass ein Flächengefüge unter
55 g/m2 den Anforderungen des Tageseinsatzes
im Fuß nicht
Stand halten konnten. Das Material war einfach zu "dünn", zudem ist die Schweißaufnahme
bei dünnem
Material geringer, wodurch das Material mehr Feuchtigkeit aufnehmen
muss und die Belastbarkeit progressiv reduziert wird. Wir haben
daraufhin ein Materialgewicht von mindestens 55 g/m2 für einen
Einwegfüßling identifizieren
können.
Es gilt: "je höher das
Materialgewicht/m, desto höher
die Belastbarkeit des textilen Flächengefüges.
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Die
neuen Erkenntnisse über
textile Flächengefüge sind
folgende materialstärkenden
Faktoren: Faserlänge,
Art der Produktion, Faserlegierung und Materialgewicht. Sie stellen
wesentlich neue Erkenntnisse im Zusammenhang mit Einwegfüßlingen da
und sollen Anspruch dieser Patentschrift sein. Ihre Kombination
lässt ein
neues technisches Materialkonstrukt möglich werden und kann so den
Anforderungen eines Einwegfüßlings gerecht
werden.
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Neben
den Erkenntnissen aus der Materialforschung, sollen auch die Anforderungen
der Bequemlichkeit eines Einwegfüßlings Gegenstand
dieser Patentschrift sein.
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Wird
in der Produktion beispielhaft ein nicht gewebtes textiles Flächengebilde
verwendet, ist das Material steif, gering dehnungsfähig bzw.
geringfügig flexibel.
Um eine flexible Anpassung an den Fuß zu erzeugen ist nach dem
Stand der Technik bei Gebrauchsmuster
DE 299 01 284 U1 von einem
Haltegummi (Gummiband) die Rede. Ein Gummiband muss oberhalb der Öffnung des
Sockens mit dem Material verbunden werden. Diese Art zur Erzielung von
Flexibilität
führt zu
hohem Arbeitsaufwand und ist technisch schwer zu realisieren. Daraus
resultieren hohen Kosten, welche im Zusammenhang mit einem Einwegprodukt
eine Realisierung erschwert und verhindert hat. Hier setzt eine
neue Idee zur Gewinnung von Flexibilität in einem Einwegfüßling an.
Dabei muss das Primärziel
gelten:
"Möglichst
effizient mit minimalem Arbeitsaufwand und kostengünstig, Flexibilität zu erzielen", da es sich um ein
Einwegprodukt handelt und sonst ein kostengünstiges Endprodukt nicht mehr
realisiert werden kann. Bei unflexiblen textilen Geflechten kann
nur durch den Einsatz von Gummi Flexibilität erreicht werden. Statt eines
Gummibands haben wir eine neue Kombination und ein neues Produktionsverfahren
entwickelt, welches den o.g. Anforderungen gerecht wird. Durch die
Verwendung von Gummigarn, welches in das textile Flächengefüge eingenäht wird, kann
Flexibilität
erzielt werden und ist zudem auch noch extrem belastungsfähig. Ein
weiterer wesentlicher Vorteil des Gummigarns im Vergleich zum Haltegummi/Gummiband
besteht darin, dass ein Gummigarn mit einem Faden umsponnen wird.
So kann das Gummigarn durch die individuelle Umspinnstärke mit
einem Baumwollfaden in seinem Dehnungsgrad stark beeinflusst. Diese
individuelle Anpassung des Dehnungsgrad ermöglicht so, dass die Verarbeitung
eines Gummigarns eine optimale Haltfestigkeit des Einwegfüßlings an
den Fuß gewährleistet.
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Durch
die Kombination einer Nähmaschine und
eines Gummigarns lässt
sich die gewünschte Flexibilität an der Öffnung des
Einwegfüßlings erzielen
(siehe Zeichnung 1). Durch die Fadenspannung der Nähmaschine
in Verbindung mit Gummigarn (1) und einem Flächengebilde
(2) kann so eine individuelle Dehnung bzw. Flexibilität des Materials
sehr leicht erreicht werden. Diese neue An der Verarbeitung macht
es möglich,
effizient die gewünschte
Flexibilität/Dehnung
im Material zu erzeugen.
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Um
bei der Verwendung von Gummi und einem Einwegfüßling dem Grundsatz der Umweltverträglichkeit
gerecht zu werden, wurde bereits die Rohstoffwahl unserer verwendeten
Materialien berücksichtigt.
Da Gummigarn in Kleidungsstücken
verwendet wird, welche mehrere Jahre getragen und gewaschen werden,
muss Gummigarn eine mehrjährige
Belastung und eine Vielzahl von Waschvorgängen bestehen. Aus diesem Grund
wird der Gummikern des Gummigarns aus synthetischem Materialen hergestellt.
Diese Eigenschaften sind aber im Zusammenhang mit einem Einwegfüßling nicht
erforderlich. Auf eine langjährige
Belastungsfähigkeit
kommt es nicht an. Ein Einwegprodukt wie unser Einwegfüßling muss
daher eher den Anforderungen der Umweltverträglichkeit gerecht werden. Aufgrund
dessen wird unser Gummigarn ganz speziell aus Naturkautschuk, statt
einer chemischen Zusammensetzung hergestellt und kommt somit den
Anforderungen der Umweltverträglichkeit
näher.
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Ein
vollständig
neuer Ansatz zur Produktion von Einwegfüßlingen soll zudem Gegenstand
dieses Patent sein. Wie oben bereits beschrieben erfolgte die Produktion
von Füßlingen
aus der Ableitung der Produktion von Socken. Diese bekannte und
aufwendige Produktionsart soll durch die Produktion eines "3D-Einwegfüßlings" abgelöst werden.
Dabei soll die Produktion des Füßlings wie
folgt verlaufen. Es wird ein fußähnlicher
Köper aus
einem festen Material (z.B. Metall) und je nach Schuhgröße bzw.
Fußgröße nachgebildet.
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Um
diesen 3D-Fuß/Leisten
herum werden dann die jeweiligen Fasern miteinander verbunden/gelegt
und es entsteht ein Füßling, der
nicht mehr zusammengeklebt oder geschnitten werden muss. Das bedeutet,
das der Einwegfüßling nicht
aus einem fertigen nicht gewebten textilen Flächengebilde auf Rollen durch
Zuschnitte hergestellt wird, oder durch Verstricken einzelner Garnfäden, sondern, dass
sich der Füßling durch
das Verbinden von Fasern direkt auf dem fußähnlichen Körper zu einem Gebilde was einem
Füßling gleicht
ergibt. Oberhalb, also auf dem Fußrücken bleibt der Füßling auf,
oder wir nachträglich
aus/zu -geschnitten und erhält
dann, indem in den Rand ein Gummigarn eingenäht wird, seine Flexibilität.
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- 1
- Gummigarn
- 2
- Flächengebilde