DE2701359A1

DE2701359A1 - Verfahren zur herstellung von fussbekleidung

Info

Publication number: DE2701359A1
Application number: DE19772701359
Authority: DE
Inventors: James R Hanrahan
Original assignee: LEVINE RICHARD G
Current assignee: LEVINE RICHARD G
Priority date: 1976-03-12
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1977-09-15
Also published as: US4134955A

Description

Herr James R. HANRAHAN₁ Fairfield, Conn./USA und Herr Richard G. LEVINE, Lawrence, Long Island, N.Y./USA

Verfahren zur Herstellung von Fussbek1eidung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Spritzgussverfahren, speziell in der Anwendung zur Herstellung von Freizeitschuhen in der Art von leichten Hausschuhen o. dgl., die ein Oberteil aus gewirktem Stoff, vorzugsweise einem dehnbaren, und eine einstückige, im Spritzguss aus thermoplastischem Material geformte Sohle umfassen.

Schuhe mit einem spritzguss-geformten Unterteil oder Sohlenteil, das an einem gewirkten Oberteil direkt befestigt ist, werden schon jahrelang hergestellt. Im allgemeinen ist eine Spritzgusemaschine mit einem festen Teilformsatz in einer festen Platte versehen, die eine Einsenkung nach der Form der Schuhsohle und Tiefe der gewünschten Sicke der Sohle aufweist. Die Teilform ist mittels eines Eingusskanals mit einer Kunststoffeinspritzdüse verbünden und auch entsprechend

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gesteuert.

Ein Leistensatz ist vertikal oberhalb der Teilform angeordnet und bewegt sich bei Betätigung der Maschine herab über diese. Der Leisten hat die Form eines Fusses und natürlich solche Abmessungen, dass er genau in die Vertiefung der Form passt und diese abdeckt, wobei er einen engen Zwischenraum für die gewünschte Sohlendicke und deren Form übrig lässt. Es werden Vorkehrungen getroffen, dass das flüssige thermoplastische Material bei gewünschten Temperaturen eingespritzt wird, dass es in die Form einläuft und dort erstarrt. Dies wird durch eine Heizungsvorrichtung in der Schmelztrommel und durch Kühler in der Form erreicht.

Betriebsmässig wird hier so vorgegangen, dass der Bedienungemann einen Oberteil über den Leisten zieht (oder noch typischer, über einen linken und einen rechten Leisten) und dann die Maschine betätigt. Der Leisten fährt herunter dicht über die Form, der Kunststoff wird eingespritzt und nach einer vorbestimmten Abkühlzeit bewegt sich der Leisten wieder zurück in seine obere Position. Nun wird das fertige Erzeugnis aus der Form herausgenommen. Der Zeitabschnitt zwischen einer vorhergehenden und einer nachfolgenden Betätigung der Maschine wird als der Formzyklus bezeichnet.

Die Dauer eines Formzyklus ist zum gröasten Teil von der für einen bestimmten Kunststoff erforderlichen Abkühlzeit, von der Einspritzgeschwindigkeit des Kunststoffes und zu einem kleineren Ausmasse von der Umständlichkeit der Beschickung der Maschine von Hand abhängig. (Wie weiter unten noch beschrieben wird, umfasst die Mehrzahl dieser Fusebekleidung ausser dem Oberteil und dem Sohlenteil zusätzlich noch vorgeformte Innensohlen, Umfangsgussbänder, Stollen usw.). Venn der Bedienungsmann mehrere Maschinen bedienen muss und am

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Ende einer Operation nicht rechtzeitig bereitsteht, verlängert sich noch weiter die Zeit eines Formzyklus.

So wird sich herausstellen, dass bei einer Mindeskühlzeit von etwa 1,5 Min., was einem minimalen Zeitabschnitt für einen Formzyklus von 2,5 Min. ergibt, die Arbeitsvorgänge in Bezug auf Arbeite- und Kapitalproduktivität straff begrenzt sind, auch wenn immer noch genug Konkurrenz in dieser Branche besteht .

Zum leichteren Verständnis der Erfindung sei der einschlägige Stand der Technik näher betrachtet:

US-PS 3 863 272 zeigt ein gewirktes Oberteil und eine Sohle auβ Samt oder Filz, die mit einem gegossenen Kunststoff um den Umfang der Sohle verbunden sind, wobei die Maschen des gewirkten Stoffes so dicht sind, dass sie ein Eindringen des Kunststoffes nicht zulassen.

US-PS 3 416 174 bringt eine Bestätigung der oben angeführten langen Arbeitsperiode und gibt die Anweisung, wie der Anguss durch schnelles Entfernen des Schuhes von der Form beschleunigt werden kann, wobei das Aushärten in einem Ofen vervollständigt wird undder Schuh an dem Leisten rotiert wird,um Schaden während dieser Periode auszuschalten.

US-PS 3 577 303 und 3 757 437 sind die typischsten Beispiele für viele Erfindungen, die auf ein Anbringen der Stollen an einer im Spritzgussverfahren hergestellten Sohle eines Sport·· schuhs zielen.

US-PS 3 855 657 bezieht sich auf einen Vakuumhalter für eine dekorative Kante oder Verzierung zwischen dem Oberteil und der Sohle.

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US-PS 3 806 974 ist typisch für viele Erfindungen und Geschmacksmuster be treffe einer spezifischen Konfiguration der Sohlen, in diesem Falle mit gewellten, länglichen Falzen (Kerben).

US-PS 3 199 149 betrifft eine Vorrichtung mit langer Herstellungszeit in einem Zyklus. Eher als um Spritzgiessen handelt es sich hier um ein Auftragen des Sohlenmaterials durch einen beweglichen Kunststoffverteiler in eine offene Form. Ein Schuhleisten mit einem Oberteil schwenkt herunter in Berührung mit dem Sohlenteil.

Der Erfindung liegt nun die allgemeine Aufgabe zugrunde* ein besseres Verfahren zur Herstellung von Fussbekleidung mit spritzgussgefertigten Sohlen vorzuschlagen, nämlich ein viel schnelleres und billigeres Verfahren für eine Fussbekleidung mit einem gewirkten Oberteil und einer einstückigen, spritzgussgefertigten Sohle, als bisher möglich war.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Abmessungen des Oberteils und des Leistens so gewählt werden, dass das Oberteil beim Befestigen auf dem Leisten gedehnt wird, wodurch öffnungen zwischen den Maschen des Oberteilstoffes entstehen, so dass das thermoplastische Material die Sohlenfläche des Oberteils durchdringt und in direkte, einen Wärmeaustausch ermöglichende Berührung mit dem Leisten gelangt.

Die Erfindung stützt sich also zum grösseren Teil auf die Erkenntnis, dass bisher die Oberteile aus Stoff, die einzelnen Innenaohlen und andere im voraus gefertigten Teile des Schuhwerks zur Isolierung (Abdichtung) des eingespritzten Kunststoffes entweder gegenüber der Form oder vom Leisten oder gegenüber beiden dienten und dass die benötigte Zeit zum Abkühlen von der Wärmeabfuhr aus dem Kunststoff abhängt, nämlich

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von der Strömung der Wärme durch diese Teile.

Bei dieser Erkenntnis wurde nun festgestellt, dass die Zeit zum Abkühlen oder Aushärten wesentlich reduziert werden konnte, wenn der Wirkstoff-Überteil gestreckt wurde, nämlich durch ein Überziehen über einen Leisten, und zwar dermassen, dass sich die flaschen öffneten. So wurde es möglich, dass der Kunststoff verhältnismässig frei durch das Gewebe durchfliessen konnte und in direkten Kontakt mit den Leisten gelangte, der einen Wärmeaustausch ermöglichte. Das Ausmass, in welchem das durch Strecken des Wirkstoffes erreichte ,Offnen der flaschen die Abkühlungszeit herabsetzt, ist augenecheinend überraschend. Mit einem Co-Polymer beträgt die vom Hersteller als Minimum angesehene Abkühlzeit 1,5 Min. mit besonderen Temperaturen in unterschiedlichen Kontrollzonen. Wenn die gleichen Temperaturen und andere Formgussparameter angewendet werden und ein gewirktes Baumwoll-Oberteil über den Leisten derart gespannt wird, dass die Offnungen zwischen den Maschen klar sichtbar sind, sinkt die Kühlzeit auf etwa 10 Sek., was eine Reduktion von ungefähr 90 % bedeutet.

Wenn das fertige Erzeugnis vom Schuhleisten herabgenommen wird, kehrt das freie Stücke des Oberteils wieder in den nor«· malen Maschenabstand zurück (mit Ausnahme allerdings derer in unmittelbarer Nachbarschaft der Sohle). Bas Oberteil kann eich frei dehnen und dem Fuss dee Benutzers anpassen.

Einwichtige8 Merkmal der Erfindung besteht darin, dass beim Durchtreten (Durchdringen) des Kunststoffes durch die Maschen des Gewirke bis zum Kontakt mit dem Leisten der Wirkstoff beim fertigen Erzeugnis nicht vollständig im Kunststoff eingebettet ist. Der gestreckte Stoff mit offenen Maschen bildet nämlich eine Art Einlagesohle im Schuh. Ee wurde festgestellt, dass der Stoff mit offenen Maschen des über den Leisten gestreckten

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Oberteils dem Fuss des Benutzers ein "Atmen" erlaubt und die durch das Schwitzen hervorgerufene Unbehaglichkeit verringert.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich

aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs beispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht mit Vereinfachungen eines Gussform- und Leistensatzes genäse der Erfindung und

Figur 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine Sohle und einen Oberteil gemäss der Erfindung.

In Figur 1 weist eine Gussform oder Platte 10 zwei Formvertiefungen 12, 14 auf, die einem linken und einem rechten Schuh entsprechen. An der rückwärtigen Seite oder dem Fersenteil sind Offnungen 16, 18 vorgesehen, die die Vertiefungen mittels Kanälen 20, 22 mit einem offenen, Y-förmigen Einguss 24 verbinden, dessen Grundstück mit einer Einspritzdüse 26 in Verbindung steht.

Ein pneumatisch betätigter Leistensatz 28 umfasst eine bewegliche Platte 30, die an entsprechenden Zugstangen (nicht gezeigt) befestigt ist und von einem Kniehebemechanismus angetrieben wird. Ein Leistenpaar 34, 36 ist an der unteren Fläche der Platte 28 in Abstand und vertikal mit den Vertiefungen 12, 14 fluchtend befestigt. Das rückwärtige Teil 38 der unteren Fläche der Platte 28 ist so ausgeführt, daes es bei Betätigung der Maschine den Einguss 24 abschliessen kann. Ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Blindloch in der Fläche 38 über dem Grundstück des Y-förmigen Eingussee 24 füllt sich während des Zyklus mit Kunst stiff. Wenn die Platte 30 hochgehoben wird, bricht das Eingussstück an den Offnungen 16, 18 ab und der Bedienungsmann schiebt es hinaus.

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Bei dem Betriebsverfahren wird ein gewirktes Oberteil 40 über die Leisten 34, 36 gespannt und die Maschine betätigt. Es hat sich herausgestellt, dass ein Bedienungsmann bequem zwei Maschinen in einem 45-Sekundenzyklus bedienen kann. Wenn sich die Platte 28 in ihre obere, Ruheposition hebt, entfernt der Bedienungsmann die Eingussstücke, nimmt die fertigen Schlüpfer (Fussbekleidungen) heraus und zieht zwei neue Oberteile über die Leisten.

Figur 2 zeigt in vergrösserter Form einen Freizeitschuh gemass der Erfindung mit einem gewirkten Oberteil 40 und einem spritzgussgefertigten Sohlenteil 42, in dem ein gestrecktes, offengewebtes Stoffteil 44 teilweise eingebettet ist. Es ist von Vorteil, dass während des Spritzgussverfahrene das flüssige thermoplastische Material leicht durch den gestreckten Stoff durchdringt und diskontinuierlich den Leisten berührt.

Ohne sich an eine Verfahrenstheorie zu binden, wird jedoch angenommen, dass ein bestimmter Betrag von Kapillarkraft in Verbindung mit der hydrophoben Eigenschaft des Garns zum Durchtreten des thermoplastischen Materials durch die Maschen des Stoffes bis zum Kontakt mit dem Leisten beiträgt. Es wird vorausgesetzt, dass sich der Wirkstoff- und Kunststoffanteil am Leisten gleichmässig und in einer ebenen Fläche aufteilen und dass nach deren Abnahme vom Leisten die natürliche Elastizität des Garns eine Art "Einlagesohle" aus offengewebtem Stoff bildet.

Es wurde beobachtet, dass aufgrund des konstant veränderlichen rheologischen Eigenschaften des Kunststoffes während des Gussvorganges die Offnungen zwischen den Maschen an verschiedenen Teilen der Sohle unterschiedlich sind, wobei eine Tendenz zur Deformation des Stoffes aufkommt. Normalerweise

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ist das kein Problem und kann übersehen werden, Wenn jedoch der Kunststoff den Wirkstoff vor sich gegen die Stirnseite der Form verdrängt (s. Bezugszeichen 46), bewirkt das einen kosmetischen Fehler am Erzeugnis. Um dies zu beseitigen, kann die Temperatur der Form eingestellt werden, die Reibung des Leistens erhöht werden o. dgl.

Obwohl aus einsehbaren Gründen vorzugsweise dehnbare Strickstoffe für die Oberteile verwendet werden, hat sich herausgestellt, dass auch gewöhnliche, nicht dehnbare Strickstoffe auch genug Elastizität aufweisen, um ausreichende Offnungen zwischen den Maschen gemäss der Erfindung zu ergeben. Wichtig ist, dass für das Oberteil solche Abmessungen gewählt werden, dass sich die Maschen öffnen,wenn das Oberteil über den Leisten gezogen wird. Stoffe aus Acryl-, Baumwolle- und Nylonfasern haben sich alle als geeignet erwiesen. Beispielsweise können zweifädiges Nylon (70 Denier) verflochten mit Acrylfaeern, dehnbarem sog. "Terrycloth" und Fusspolster-('Cushionfoot")-Stoffe verwendet werden.

Obwohl die Auswahl des thermoplastischen Materials keinen springenden Punkt der Erfindung bildet, haben sich drei Materialien als emminent erfolgreich erwiesen und werden bevorzugt:

Styrol-Butadiene (von Shell Chemical Co. unter der Handelsbezeichnung JCraton verkauft) und Äthylen/Äthylacrylat oder EEA (von der Fa. Union Carbide Corp. unter der Handelsbezeichnung Bakelite verkauft) und Polyvinylchlorid (PVC). Ausser den hier angeführten, sind die Empfehlungen des Herstellers zu befolgen.

Es sei darauf hingewiesen, dass zur Erreichung der Formzykluszeiten gemäss der Erfindung es notwendig ist, dass die Sohle verhältnismässig dünn ist und der Effekt weitgehend, wenn nicht vollständig verlorengeht bei Keilsohlen-Schuhwerk, bei dem die unterschiedliche Stärke der Sohle eine längere Ab-

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kühlzeit erforderlich macht. Die bevorzugte Stärke (Dicke) der Sohle für Fussbekleidung gemäss der Erfindung verläuft von einem Maximum von etwa 4,8 mm abwärts bis zu einem Tiefstwert, der durch die Grenzen der rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials bestimmt wird. Sehr gute Ergebnisse wurden mit einer Stärke von 3»2 mm erreicht.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Fussbekleidung mit einem angeformten Sohlenteil, das an einem gewirkten Oberteil befestigt ist, wobei das Oberteil auf einem Leisten befestigt und dann der Leisten mit dem Oberteil über der Oberseite einer offenen Pormvertiefung festgehalten wird, wonach flüssiges thermoplastisches Material in diese Vertiefung eingespritzt wird, welches nach Abkühlen das Sohlenteil bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Oberteils und des Leistens so gewählt werden, dass das Oberteil beim Befestigen auf dem Leisten gedehnt wird, wodurch Öffnungen zwischen dem Maschen des Oberteilstoffes entstehen, so dass das thermoplastische Material die ßohlenflache des Oberteils durchdringt und in direkte, einen Wärmeaustausch ermöglichende Berührung mit dem Leisten gelangt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteilstoff elastisch ausgerüstet wird.

3« Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material ein Äthylen/ Äthylacrylat, Styrol-Butadiene und/oder Polyvinylchlorid ist.

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ORIGINAL INSPECTED