DE3600682A1

DE3600682A1 - Schuh mit einer zwischensohle aus polyurethan und einer laufsohle aus elastomer

Info

Publication number: DE3600682A1
Application number: DE19863600682
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr Graf
Original assignee: Kloeckner Ferromatik Desma GmbH
Current assignee: Kloeckner Ferromatik Desma GmbH
Priority date: 1985-12-21
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1987-06-25
Also published as: FR2591868A1; IT8622681A0; IT1199758B; GB2184638A; ES2009212A6; GB2184638B; CA1270613A; GB8629885D0; FR2591868B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schuh mit einer Zwischensohle aus Polyurethan und einer Laufsohle aus Elastomer, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung einschließlich Formen zu seiner Herstellung.

Schuhe mit einer Zwischensohle auf Polyurethan und einer ebenfalls aus Polyurethan bestehenden Laufsohle sind bekannt (DE-PS 22 41 493). Zu ihrer Herstellung kommen im allgemeinen Rundtischanlagen zum Einsatz, die mehrere Arbeitsstationen mit Formen aufweisen.

Formen bestehen aus zwei Seitenformteilen, einem Bodenstempel, einem Gegenstempel und einem Leisten.

Aufgrund der niedrigen Viskosität des Polyurethans ist es erforderlich, in einem ersten Spritztakt mittels der Seitenformteile dem Bodenstempel und dem Gegenstempel die Laufsohle zu spritzen, wobei in der Weise vorgegangen wird, daß zunächst die Seitenformteile, der Bodenstempel und der Gegenstempel einen Formenhohlraum begrenzen, dessen Volumen größer ist als das Volumen der Laufsohle. Nach dem Einbringen eines zu der Laufsohle ausreagierenden Gemisches wird dieses begrenzte Volumen der Laufsohle verkleinert.

Anschließend wird der Gegenstempel durch den Leisten mit einem aufgeleisteten Schaft unter Bildung eines weiteren Formenhohlraumes ersetzt, dessen Volumen größer ist als das Volumen der Zwischensohle. Nach dem Einbringen des Gemisches zur Bildung der Zwischensohle wird dieses Volumen auf das Volumen der Zwischensohle verkleinert. Das Einbringen des Gemisches für die Laufsohle und des Gemisches für die Zwischensohle erfolgt hierbei in zwei verschiedenen Arbeitsstationen.

Die zu Polyurethan ausreagierenden Gemische für die Laufsohle und für die Zwischensohle weisen im wesentlichen Polyol und Isocyanat sowie Kettenverlängerer und Katalysatoren auf, die je nach den geforderten Materialeigenschaften für die Laufsohle bzw. Zwischensohle - die Laufsohle sollte abriebfest, die Zwischensohle elastisch sein und eine Porenstruktur aufweisen - durch entsprechende Additive eingestellt sind.

BeimMischen der Komponenten für diese Gemische setzen bereits die chemischen Reaktionen ein. Die Gemische reagieren in den Spritzgießformen zu der Laufsohle bzw. Zwischensohle aus. Beim Ausreagieren des Gemisches für die Zwischensohle wird zugleich die Zwischensohle geformt und die Verbindung mit dem Schuhschaft und der Laufsohle erzielt.

Aufgrund der beim Mischen einsetzenden chemischen Reaktionen sind in diesen Arbeitsstationen Vorkehrungen zu treffen, damit ohne Betriebsstörungen taktweise die entsprechende Menge der Gemische den entsprechenden Formenhohlräumen zugeführt werden kann (vgl. zum Beispiel DE-PS 20 62 008).

Aufgrund der sehr niedrigen Viskosität der zu Polyurethan ausreagierenden Gemische sind zusätzlich besondere Vorkehrungen zu treffen, es besteht die Gefahr, daß unmittelbar eingebrachtes Material aus dem Werkzeug austreten kann. Zu diesem Zwecke ist es bekannt, die Spritzgießformen so auszubilden, daß ein gezielter Austrieb des Materials erreicht wird (vgl. DE-PS 20 22 118, DE-AS 20 48 596).

Die Erfindung betrifft im folgenden Schuhe, deren Zwischensohlen aus zu Polyurethan ausreagierenden Gemischen hergestellt werden, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie eine Vorrichtung und Formen zur Durchführung des Verfahrens.

Schuhe mit einer Zwischensohle aus Polyurethan und einer Laufsohle aus Elastomer sind bekannt und werden in der Weise hergestellt:

1. Unite Sohle
Die Elastomer-Sohle wird mit einer Kleberschicht versehen und mit einer aufgeschäumten Zwischensohle verklebt.
2. Direktansohlen
Die mit Kleber beschichtete Elastomer-Sohle wird durch z. B. Infrarotlicht aktiviert, dann wird die Zwischensohle als Verbindung, Schaft-Elastomer-Sohle eingebracht.

Diese Verfahren sind lohnintensiv und zeitaufwendig. Gravierend sind jedoch die fertigungstechnischen Probleme, da z. B. das Einhalten dieser Kleberschicht mit einer Schichtdicke von 20 bis 30 Mikron nicht sichergestellt werden kann.

In den Fällen, in denen die Kleberschicht dicker ist, treten nach einiger Beanspruchung dieser Schuhe Kleberrisse in der Kleberschicht auf, die ein Ablösen der Laufsohle von der Zwischensohle zur Folge haben. Entsprechende Probleme treten auf, wenn die Kleberschicht zu dünn aufgetragen ist, da dann eine durchgehende Klebeverbindung nicht geschaffen ist, wodurch die Gebrauchsdauer derartiger Schuhe ebenfalls herabgesetzt ist.

Auch scheitert ein Anformen der Laufsohle aus Elastomeren an der aus Polyurethan geformten Zwischensohle im allgemeinen im Werkzeug daran, daß die Drücke beim Verarbeiten von Elastomeren 200 bis 500 bar betragen, unter denen die Zwischensohle derart hoch verdichtet würde, daß von elastischen Zwischensohlen (Komfortsohlen), die im allgemeinen aus Blähmittel aufweisenden Gemischen hergestellt werden, nicht mehr die Rede sein kann.

Ein Anspritzen von plastifiziertem Elastomer verbietet sich auch deshalb, da dessen Verarbeitungstemperaturen im Bereich von 140 bis 230°C liegen und bei diesen Temperaturen die bereits geformten Zwischensohlen aus Polyurethan in ihrem Gefüge zerstört werden würden.

Das zu Polyurethan ausreagierte Gemisch bildet eine Matrix mit eingebetteten Kristalliten, wobei die Temperaturbeständigkeit im wesentlichhen von den verwendeten Kettenverlängerern bestimmt wird. Bei der Verwendung von Diaminen als Kettenverlängerer beträgt die Schmelztemperatur des Polyurethans etwa 150°C, während beim Einsatz von Butandiolen als Kettenverlängerer die Schmelztemperatur bei etwa 130°C liegt.

Wird dieser jeweilige Schmelzpunkt überschritten, so erweicht das Polyurethan und bekommt eine schmierige Konsistenz, so daß von einer Formbeständigkeit der gespritzten Sohle aus Polyurethan keine Rede mehr sein kann, die zudem noch den hohen Verarbeitungsdrücken des Elastomers ausgesetzt wäre.

Aus diesen Gründen versagen auch die bekannten Verfahren beim Verarbeiten von zu Polyurethan ausreagierenden Gemischen, wenn zunächst die Laufsohle und dann die Zwischensohle hergestellt wird (DE-PS 22 41 493).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schuh mit einer Zwischensohle aus Polyurethan und einer Laufsohle aus Elastomer zu schaffen, bei dem eine dauerhafte Verbindung zwischen Zwischensohle und Laufsohle auch unter extremen Bedingungen und längerer Gebrauchsdauer sichergestellt ist.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anformen dieser Sohlen an Schuhschäfte, sowie eine Vorrichtung und Formen zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen.

Die Aufgabe, einen Schuh mit einer Zwischensohle aus Polyurethan und einer gespritzten Laufsohle aus Elastomer zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Laufsohle aus Elastomer, das Substanzen mit reaktiven Endgruppen aufweist, und die Zwischensohle aus einem zu Polyurethan ausreagierenden Gemisch gespritzt ist und die gespritzte Zwischensohle und die gespritzte Laufsohle im Bereich ihrer Grenzfläche durch chemische Bindungen zwischen dem Isocyanat und dem Elastomer miteinander verbunden sind. In völliger Abkehr von dem bisherigen Stand der Technik wird keine Klebeschicht erzeugt, vielmehr wird eine Grenzfläche zwischen dem Elastomer und dem zu dem Polyurethan ausreagierenden Gemisch geschaffen, wobei sich in der Grenzschicht chemische Bindungen zwischen dem Isocyanat und Elastomer bilden. Es zeigte sich überraschenderweise, daß hierdurch eine sehr dauerhafte Verbindung zwischen der Laufsohle und der Zwischensohle geschaffen ist, die extremen Beanspruchungen standhält.

Die Aufgabe, ein Verfahren zum Anformen von Sohlen an Schuhschäfte zu schaffen, wobei die Sohlen aus einer Zwischensohle aus Polyurethan und die Laufsohle aus Elastomer bestehen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit eines zu Polyurethan ausreagierenden, Polyol und Isocyanat aufweisenden Gemisches dem Gemisch mindestens ein Katalysator zugesetzt wird, dem Elastomer Substanzen zugesetzt werden, die reaktive, mit Isocyanat chemische Bindungen eingehende Endgruppen aufweisen, die Laufsohle gebildet und das Gemisch zum Formen der Zwischensohle und ihrem Verbinden mit dem Schuhschaft und der Laufsohle in einen gebildeten Zwischenraum zwischen der Laufsohle und dem Schuhschaft eingebracht wird, die Reaktionsgeschwindigkeit zur Bildung des Polyurethans und die Temperatur des Elastomers derart gesteuert werden, daß die chemischen Bindungen im Bereich der Grenzfläche des Elastomers und des ausreagierenden Gemisches gebildet werden.

Unter zu Polyurethan ausreagierenden Gemischen aus Polyol und Isocyanat sind im Sinne der Erfindung Gemische auf der Basis von Äther- bzw. Esterpolyolen zu verstehen, bezogen auf 100 Gewichtsanteile.
30 bis 100 Gewichtsanteile Isocyanat
0,1 bis 10 Gewichtsanteile Katalysator
der Rest Kettenverlängerer und die weiteren üblichen Additive.

Als Katalysator kann der unter dem Handelsnamen der Fa. AIR- Products im Handel erhältliche Katalysator zum Einsatz kommen, bzw. folgende Katalysatoren, z. B.: DABCO-SB oder ein anderer Katalysator, z. B.: DIBUTYL-ZINN-DILAURAT.

Unter Elastomeren sind im Sinne der Erfindung die bekannten, für Gummisohlen zum Einsatz kommenden Elastomere zu verstehen, die mit folgenden chemischen Verbindungen bzw. chemischen Stoffen in einem Mengenanteil von 0 bis 20 phr bezogen auf die Kautschukmenge gemischt werden können: z. B.: Acryl-Nitril-Kautschuk, Styrol-Butadien- Kautschuk, Natur-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk.

Für die Herstellung einer für dieses Verfahren geeigneten Gummilaufsohle sind alle für eine solche Sohle als geeignet bekannten Gummiqualitäten einsetzbar, wenn sie mit bestimmten Substanzen vermischt sind.

Die Substanzen werden in einer Menge von 0 bis 20 phr (Menge bezogen auf den verwendeten Kautschuk) zugemischt.

Folgende Substanzen werden beispielhaft genannt:
Phenolformaldehydharze, z. B.: Vulkadur A (Bayer AG), Coretack (BASF)
Methylolierte Phenolformaldehydharze, z. B.: SP 1045 (Krahn), Korever (BASF)
Resorcin in Zusammenhang mit einem Formaldehydspender, z. B.: Cohedur A, Cohedur RS oder RK (Bayer AG)
Kieselsäurefüllstoffe, z. B.: Vulkasil S (Bayer AG), Ultrasil (Degussa)
ein Aminoalkohol, z. B.: 3-Amino-propanol
ein primäres oder sekundäres Amin, z. B.: Stearylamin
Polyvinylalkohol, z. B.: Mowiwol (Hoechst) oder VSH 72 oder VSH 73 mit einer Viskosität im Bereich von 1000 bis 10 000 cps 10% wässrige Legierung bei 25°C von der Fa. AIR PRODUCTS
ein hoch hydroxylgruppenhaltiges Polyol, z. B.: Formrez (Witco)
Acrylatkautschuk (ACM), Hydrin (Polysar), Herclor (Hercules) eine Kombination der oben genannten Substanzen.

Unter Bildung der Laufsohlen im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, daß die Laufsohlen bei den üblichen Verarbeitungstemperaturen aus diesen plastifizierten Elastomeren mit Spritzgießmaschinen gespritzt werden.

Unter der Steuerung der Temperatur der Elastomere ist zu verstehen, daß die Temperatur der gespritzten Laufsohle bis unter die Zersetzungstemperatur des Polyurethans der zu bildenden Zwischensohle abgekühlt wird und erst dann das zu Polyurethan ausreagierende Gemisch mit der geformten Laufsohle in Kontakt gebracht wird, wobei dann in einer Grenzschicht an der Trenn- und Grenzfläche des Elastomers und des Polyurethans Isocyanat mit reaktiven Endgruppen reagiert.

Bei der Steuerung der Temperatur des Elastomers wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß eine Temperaturerhöhung oder eine Verminderung von 10°C zu einer Verkürzung bzw. zu einer Verlängerung der Vulkanisationszeit, d. h., der Zeit bis das Elastomer völlig ausreagiert ist, um 50% führt.

Prinzipiell könnte so verfahren werden, daß die gespritzte Laufsohle auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polyurethans abgekühlt und dann die Zwischensohle geformt wird. Voraussetzung ist, daß diese Abkühlzeit hinreichend kurz ist, so daß das Elastomer noch nicht ausvulkanisiert ist, damit das Isocyanat mit den reaktiven Endgruppen im Sinne einer dauerhaften Verbindung der Laufsohle mit der Zwischensohle reagieren kann. Abgesehen von relativ langen Abkühlzeiten käme nur eine begrenzte Auswahl von Elastomeren für das erfindungsgemäße Verfahren in Betracht.

Ein weiteres Problem kann sich beim Verarbeiten von Gemischen ergeben, die beim Ausreagieren aufgrund eines hohen Anteils an Blähmitteln stark schäumen und einen relativ hohen Druck aufbauen. In diesen Fällen ist es nicht ohne weiteres sichergestellt, daß das Gemisch beim Einbringen die noch nicht ausvulkanisierte Laufsohle zumindest nicht teilweise durchdringt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird deshalb vor dem Einbringen des zu Polyurethan ausreagierenden Gemisches die Laufsohle im Bereich der mit dem Polyurethan auszubildenden Grenzfläche gekühlt und im Bereich der Lauffläche geheizt, wobei die mittlere Temperatur der Laufsohle beim und nach dem Einbringen des Gemisches auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polyurethans gehalten wird.

Da die Arbeitstemperaturen und Arbeitsdrücke zum Verarbeiten von zu plastifizierendem Elastomer und zu Polyurethan ausreagierenden Gemischen voneinander verschieden sind, können die bekannten Vorrichtungen zum Anformen von Sohlen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zur Anwendung kommen.

Der Erfindung liegt deshalb die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anformen der erfindungsgemäßen Sohlen an Schuhschäfte, d. h. zum Herstellen des erfindungsgemäßen Schuhs zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mindestens eine nach dem Prinzip einer Spritzgießmaschine arbeitende Einrichtung zum Plastifizieren des Polymers und Spritzen der Laufsohlen und mindestens eine nach dem Prinzip einer Schuhbesohlungsmaschine zum Verarbeiten von Polyurethan arbeitende Einrichtung zum Formen der Zwischensohlen, sowie ihrem Verbinden mit den Laufsohlen und mit Schuhschäften aufweist.

Durch diese Maßnahmen ist eine Vorrichtung geschaffen, die das Herstellen der Schuhe bzw. das Durchführen des Verfahrens gestattet, wobei diesen unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen und unterschiedlichen Arbeitsdrücken Rechnung getragen ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, weist die Einrichtung zum Spritzen der Laufsohlen mindestens eine Spritzgießform auf, wobei die eine Formhälfte als Platte ausgebildet ist, die andere Formhälfte das Formnest für eine Laufsohle hat, nach dem Spritzen einer Laufsohle und dem Öffnen der Spritzgießform diese andere Formhälfte mit der Laufsohle verschwenkbar ist, die Einricht-ung zum Formen der Zwischensohle zwei Seitenformteile und einen Leisten zum Aufleisten von Schuhschäften aufweist und daß zur Bildung des Formenhohlraums für die herzustellende Zwischensohle, die Seitenformteile mit der verschwenkten, die Laufsohle aufweisenden anderen Formhälfte und dem Leisten mit einem aufgeleisteten Schaft in Eingriff bringbar ist.

In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung zum Spritzen der Laufsohlen mehrere Formhälften mit einem Nest für eine Laufsohle und einen um eine Achse verschwenkbaren Trägerkörper auf, auf dessen zur Achse parallelen Seitenflächen jeweils eine der Formhälften angeordnet ist.

Durch diese Maßnahmen können nach Inbetriebnahme der Vorrichtung bei jedem Arbeitstakt jeweils eine Laufsohle und eine Zwischensohle hergestellt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ausschnittes aus Fig. 2 mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Spritzgießform,

Fig. 1a ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Aufspannplatte aus Fig. 1, in gleicher Ebene um 90°C gedreht,

Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 2 mit geöffneter Spritzgießform,

Fig. 4a einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spritzgießform,

Fig. 4b einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Spritzgießanlage zur Durchführung des Verfahrens.

In Fig. 1 ist im Ausschnitt die in Fig. 2 mit 1 bezeichnete auf Holmen (in Fig. 2 mit 17 bezeichnet) verschiebbare Formaufspannplatte bezeichnet, auf der die eine Formhälfte 2 einer Spritzgießform 3 zum Herstellen von Elastomersohlen aufgespannt ist. Diese Formhälfte 2 ist als Platte ausgebildet und weist Ausgußkanäle 8, 9 auf.

Die zweite, mit 4 bezeichnete Formhälfte der Spritzgießform 3 ist auf einer mit 5 bezeichneten und im Ausschnitt dargestellten verschiebbaren und verschwenkbaren Formaufspannplatte 5 aufgespannt, die gemäß Fig. 2 ebenfalls auf den Holmen 17 geführt ist und senkrecht zur Achse der Holme verschwenkbar ist. Die verschiebbare und verschwenkbare Formaufspannplatte 5 weist gemäß Fig. 1 auf ihrer von der in Schließstellung gezeigten Spritzgießform abgewandten Seite eine weitere Formhälfte 4 auf, die nach dem Verschwenken um 180°C mit der Formhälfte 2 und in der Schließstellung ebenfalls eine Spritzgießform 3 zum Herstellen einer Laufsohle bildet.

Die Formhälften 4 weis-en jeweils ein Formnest 6 auf, das mit der Formhälfte 2 in der Schließstellung der Spritzgießform 3 das Formnest für die Laufsohle begrenzen.

Die Formhälfte 2 weist einen Angußkanal 9 mit der Einspritzbohrung 8 auf. Die Einspritzbohrung 8 verläuft senkrecht zur Bewegungsrichtung der verschiebbaren Formaufspannplatte 1, während der Angußkanal 9 parallel zur Bewegungsrichtung der verschiebbaren Formaufspannplatte 1 verläuft und aus der Oberfläche der Formhälfte 2 so austritt, daß die Öffnung in das Formnest der Formhälfte 4 mündet.

In der Schließstellung der Spritzgießform 3 wird die Einspritzbohrung 8 mit einem nicht dargestellten Plastifizier- und Einspritzaggregat für Elastomere in Eingriff gebracht und über die Angußbohrung 9 plastifiziertes, erfindungsgemäß rezeptiertes Elastomermaterial zum Formen der Laufsohle eingespritzt. Die Formhälfte 2 weist Kühlkanäle 10 und die Formhälfte 4 Heizkanäle 11 auf. Die Kühlkanäle 10 werden von einem Kühlmedium und die Heizkanäle 11 von einem aufgeheizten Medium durchströmt. Die Betriebstemperaturen können so gewählt werden, daß in der Berührungsebene der beiden Formhälften die Laufsohle langsamer ausvulkanisiert als im Bereich der Lauffläche.

Durch die Vorgabe der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur für das Kühlmedium und des Heizmediums wird erreicht, daß sich in der geschlossenen Spritzgießform 3 eine entsprechende Temperaturverteilung einstellt, so daß das plastifizierte Elastomer in der Formhälfte 4 im Bereich der Lauffläche der Laufsohle rasch ausvulkanisiert, während die Grenzschicht der Laufsohle, die in Kontakt mit der Formhälfte 2 ist, erst dann, nach dem Einspritzen des Materials für die Zwischensohle, ausvulkanisiert.

Nach dem Einspritzen des Elastomermaterials für die Laufsohle wird - wie weiter unten beschrieben - die Spritzgießform 3 aufgefahren. Anschließend wird die verschiebbare und verschwenkbare Formaufspannplatte 5 um 180° verschwenkt, so daß sie mit der gespritzten und mit 6′ bezeichneten Laufsohle die in Fig. 1 ersichtliche Position einnimmt, während die Formhälfte 4, die in der oberen Position war, nach unten verschwenkt wird.

Die nunmehr in der oberen Position befindliche Formhälfte 4 arbeitet mit zwei Seitenformteilen 12 und 13 und einem Leisten 14 mit einem aufgeleisteten Schuhschaft 15 zum Formen der Zwischensohle 16′ aus einem zu Polyurethan ausreagierenden Gemisch zusammen, das erfindungsgemäß rezeptiert ist.

In der Schließstellung begrenzen die Seitenformteile 12, 13 in an sich bekannter Weise einen zu ihrer Berührungsebene symmetrisch ausgebildeten Angußkanal zum Einspritzen des erfindungsgemäß rezeptierten zu Polyurethan ausschäumenden Gemisches.

Die Seitenformteile 12, 13 der Leisten 14 mit dem aufgeleisteten Schaft 15 und die Formhälfte 4 begrenzen den Formhohlraum 16, der das Volumen der Zwischensohle 16′ aufweist. Beim Verarbeiten von zu Polyurethan ausreagierenden Gemischen tritt bekanntlich das Problem auf, daß das Gemisch aufgrund seiner geringen Viskosität die Formung abgegrenzter Schichten verhindert, falls nicht ein gezielter Materialaustrieb erfolgt. Zu diesem Zwecke weisen die Seitenformteile 12 und 13 jeweils in Richtung zur Laufsohle eine Hinterschneidung 18 auf.

Beim Einleiten des Gemisches, dem zur Bildung einer elastischen Zwischensohle ein Blähmittel zugesetzt ist, reagiert das Gemisch unter Ausschäumen aus, wobei es den Bereich der Hinterschneidungen ausschäumt. Nach dem Entformen des fertigen Schuhs wird die Sohle senkrecht zu den Hinterschneidungen zugeschnitten, so daß eine saubere Trennlinie zwischen der Zwischensohle 16′ und Laufsohle 6′ ausgebildet ist.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellt ist. In Fig. 1 sind die Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 weist vier Holme 17 auf, die mit den beiden Ständerplatten 30 und 19 einen Maschinenrahmen bilden. Auf den Holmen 17, von denen zur zwei sichtbar sind, ist die verschiebbare Formaufspannplatte 1 geführt. Sie weist auf ihrer von der Formhälfte 2 abgewandten Seite eine an sich bekannte mit 20 bezeichnete Schließeinheit auf, die im einfachsten Falle ein durch einen Zylinder betätigbares beispielsweise Kniehebelgelenk ist bzw. mindestens einen Fahrzylinder und mindestens einen Formzuhaltezylinder bekannter Bauart aufweist.

Die verschiebbare Formaufspannplatte 1 führt zwei verschiebbare Holme 21, an deren freien Enden eine verschiebbare und verschwenkbare Formaufspannplatte 5 verdrehbar angelenkt ist.

Die Formaufspannplatte 5 ist auf den Holmen 21 mittels nicht dargestellter Zylinder in Richtung auf die Formaufspannplatte 1 verschiebbar angeordnet.

In Fig. 2 ist die Spritzgießform 3 in ihrer Schließstellung gezeigt.

In dieser Schließstellung der Spritzgießform 3 steht der verschiebbare und verschwenkbare Trägerkörper 5 gegen die Ständerplatte 19 an.

Die Ständerplatte 19 weist eine Öffnung 22 auf, in die die eine Laufsohle aufweisende Formhälfte 4 eintaucht und mit den Seitenformteilen 12 und 13 sowie dem Leisten 14 mit dem aufgeleisteten Schaft 15 zusammenarbeitet.

In Fig. 2 befinden sich entsprechend der Fig. 1 die beiden Seitenformteile 12, 13 in ihrer Schließstellung und begrenzen mit dem Leisten 14 mit dem aufgeleisteten Schaft 15 den Formhohlraum 16 zum Formen der Zwischensohle 16′.

In der gezeigten Stellung der Fig. 2 wird bei geschlossener Form 3 und nach Bildung des Formhohlraumes 6 plastifiziertes Elastomer in die geschlossene Form 3 zur Bildung einer Laufsohle 6′ gespritzt und dem Formhohlraum 16 ein zu Poylurethan ausreagierendes Gemisch zugeführt, das unter Bildung der Zwischensohle 16′ ausreagiert, wobei zugleich Isocyanat mit den reaktiven Endgruppen der noch nicht ausvulkanisierten Grenzschicht der bereits geformten Laufsohle 6′ (Fig. 1) chemische Bindungen zur dauerhaften Verbindung der Laufsohle mit der Zwischensohle 16′ eingehen.

Anschließend wird die Schließstellung so beaufschlagt, daß in der Darstellung der Fig. 2 die verschiebbare Formaufspannplatte 1 sich nach unten bewegt, wobei zugleich die nicht dargestellten Zylinder für die Führungsholme 21 ebenfalls beaufschlagt werden. Dies hat zur Folge, daß die Spritzgießform 3 geöffnet wird, d. h. die beiden Formhälften 2 und 4 außer Eingriff gelangen und gleichzeitig die obere Formhälfte 4 außer Eingriff mit der Ständerplatte 19 gelangt. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in dieser Stellung. In dieser geöffneten Stellung wird die Formaufspannplatte 5 verschwenkt, so daß nunmehr die untere Formhälfte die Stellung der oberen Formhälfte 4 einnimmt. Durch entsprechendes Beaufschlagen der Arbeitszylinder und der Schließeinheit 20 wird die Spritzgießform 3 geschlossen. Zur gleichen Zeit wird ein Leisten 14 mit einem aufgeleisteten Schaft 15, an den die Laufsohle 6′ und die Zwischensohle 16′ zu formen ist, auf den in ihre Schließstellung gebrachten Seitenformteilen angeordnet. Anschließend wird - wie oben erläutert - die Zwischensohle 16′ geformt und gleichzeitig mit der Laufsohle 6′ und dem Schuhschaft verbunden.

Für die Herstellung von Laufsohlen sind die bekannten bisher verwendeten Elastomere einsetzbar, die mit entsprechenden Substanzen die reaktiven Endgruppen aufweisen und vor dem Plastifizieren vermischt werden.

Besonders gute Ergebnisse wurden mit folgenden Gemischen für die Elastomere erreicht:

Ausführungsbeispiel 1

Ausführungsbeispiel 2

Ausführungsbeispiel 3

Ganz allgemein können für die Laufsohlen die bekannten Elastomere verwendet werden, wenn ihnen eine oder mehrere der folgenden Substanzen beigemischt werden.

Für die Herstellung einer für dieses Verfahren geeigneten Gummilaufsohle sind alle für eine solche Sohle als geeignet bekannten Gummiqualitäten einsetzbar, wenn sie mit bestimmten Substanzen vermischt werden.

Folgende Substanzen werden beispielhaft genannt:
Phenolformaldehydharze, z. B.: Vulkadur A (Bayer AG), Coretack (BASF)
Methylolierte Phenolformaldehydharze, z. B.: SP 1045 (Krahn), Korever (BASF)
Resorcin in Zusammenhang mit einem Formaldehydspender, z. B.: Cohedur A, Cohedur RS oder RK (Bayer AG)
Kieselsäurefüllstoffe, z. B. Vulkasil S (Bayer AG), Ultrasil (Degussa)
ein Aminoalkohol, z. B.: 3-Amino-propanol
ein primäres oder sekundares Amin, z. B.: Stearylamin
Polyvinylalkohol, z. B.: Mowiwol (Hoechst) oder VSH 72 oder VSH 73 mit einer Viskosität im Bereich von 1000 bis 10 000 cps 10% wässrige Legierung bei 25°C von der Fa. AIR Products
ein hoch hydroxylgruppenhaltiges Polyol, z. B.: Formrez (Witco)
Acrylatkautsuk (ACM), Hydrin (Polysar), Herclor (Hercules) eine Kombination der oben genannten Substanzen.

Für die zu Polyurethan ausreagierenden Gemische werden Äther- bzw. Ester-Polyole (B-Komponente), die mit entsprechenden Anteilen von Isocyanat (A-Komponente) vermischt werden.

Als Katalysator für die Herstellung der PU wurde DABCO-SB der Fa. AIR PRODUCTS in Anteile von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent und als Schaumstabilisator LK 221 der Fa. AIR PRODUCTS zugesetzt.

Zum Herstellen von Schuhen mit einer Laufsohle aus einem rezeptierten Elastomer gemäß einem der oben genannten Ausführungsbeispiele 1 bis 3 wurde ein zu Polyurethan ausreagierendes Gemisch folgender Zusammensetzung verwendet:

Das Einspritzen des erfindungsgemäßen Elastomers in eine Form gemäß Fig. 1 erfolgt bei einer Verarbeitungstemperatur von ca. 150°C. Vor dem Einspritzen hatte die Formhälfte 4 eine Temperatur von ca. 150°C. Nach ca. 2 Minuten wurde die Sprietzgießform 3 geöffnet und die Formhälfte 4 mit der Laufsohle 6′ in die oberen Position (vgl. Fig. 1) gebracht, der Formhohlraum 16 gebildet und das Gemisch in den Formhohlraum 16 eingebracht. Nach 3 Minuten wurde der fertige Schuh entformt.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß die Menge an Metallkatalysatoren, z. B. Organozinnverbindungen erheblich reduziert werden konnte, wodurch die bekannte Hautbildung im Polyurethan an der Grenzschicht PUR-Elastomer vermieden werden konnte.

Fig. 4a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Spritzgießform zum Herstellen der Laufsohle 6′.

Die Spritzgießform 25 besteht gemäß Fig. 4a aus der Formhälfte 2 und der Formhälfte 26, die eine Hinterschneidung 27 geringer Höhe und eine sich daran anschließende Hinterschneidung 28 größerer Höhe nach Art eines Wulstes hat.

Fig. 4b zeigt den Formhohlraum 29 zum Formen der Zwischensohle 16′ mit der Formhälfte 6 und den Seitenformteilen 12, 13 und dem Leisten 14 mit dem aufgeleisteten Schaft 15 aus Fig. 1.

Der gezielte Austrieb des Elastomers und der gezielte Austrieb des Polyurethans bilden einen umlaufenden Wulst, der nach der Fertigung senkrecht zur Sohle des Schuhs abgeschnitten wird, wobei eine einwandfreie Trennlinie zwischen dem Elastomer und dem Polyurethan erzielt ist.

In Fig. 4a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Formen bzw. Formenhälften dargestellt. Die ein Nest aufweisende Formhälfte 26 weist eine Hinterschneidung auf, die aus einem Spalt 27 und einer Flutrille 28 besteht. Sie dient zum Spritzen einer geschlossenen Dichtlippe 27′ mit Randwulst 28′ an der Laufsohle. Über diese Dichtlippen greifen die Seitenformteile, so daß ein dichtender Abschluß gegen das zu Polyurethan ausreagierende Gemisch gewährleistet ist.

Fig. 4b zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Seitenformteile 12, 13. Diese Seitenformteile weisen jeweils eine umlaufende Hinterschneidung 31 auf, die in Schließstellung der Seitenformteile die Dichtlippe 27′ (28′) übergreift. Der gezielte Materialaustrieb 31′ und die Dichtlippe 27′ (28′) bilden einen breite Zone, die gewährleistet, daß am fertigen Schuh auch am seitlichen Rand die erfindungsgemäße Verbindung der Zwischensohle mit der Laufsohle sicher hergestellt ist.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung 32 (Ausführungsbeispiel) mit einer Einrichtung 33 zum Spritzen von Laufsohlen und einer Einrichtung 34 zum Verarbeiten des zu Polyurethan ausreagierenden Gemisches und zum Formen der Zwischensohlen.

Die Vorrichtung weist einen sogenannten Rundtisch 19 auf, der allgemein bei Schuhbesohlungsmaschinen zum Anformen von Schuhsohlen, die eine Laufsohle und eine Zwischensohle aufweisen und aus einem Gemisch von Isocyanat und Polyol hergestellt werden, bekannt ist (vgl. Desma-Prospekt 581 S-586 S.

Während diese bekannten Schuhbesohlungsmaschinen zwei Einrichtungen 34 zum Verarbeiten des zu Polyurethan ausreagierenden Gemisches aufweisen, tritt an die Stelle der einen Einrichtung die Einrichtung 33 auf, die eine Spritzmaschine ist und die Elastomere plastifiziert, aus denen die Laufsohlen gespritzt werden.

Fig. 6 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäß hergestellten Schuh mit einem Schnitt durch die Sohle, wobei die Schuhspitze abgeschnitten ist. Mit 6′ ist die Laufsohle und mit 16′ die Zwischensohle bezeichnet. Die Doppelpfeile stellen symbolisch die erfindungsgemäß erzielten Bindungen dar, während die Länge der Doppelpfeile die Dicke der Grenzschicht schematisch darstellen.

Claims

1. Schuh mit einer gespritzten Zwischensohle aus Polyurethan und einer gespritzten Laufsohle aus Elastomer, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischensohle (16′) und die Laufsohle (6′) im Bereich ihrer Grenzfläche durch chemische Bindungen zwischen Isocyanat und reaktiven Endgruppen von dem Elastomer zugesetzten Substanzen untereinander verbunden sind.

2. Verfahren zum Anformen von Sohlen an Schuhschäfte, wobei die Sohlen aus einer Zwischensohle aus Polyurethan und einer Laufsohle aus Elastomer bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit eines zu Polyurethan ausreagierenden, Polyol und Isocyanat aufweisenden Gemisches, dem Gemisch mindestens ein Katalysator zugesetzt wird, dem Elastomer Substanzen zugesetzt werden, die reaktive, mit Isocyanat chemische Bindungen eingehende Endgruppen aufweisen, die Laufsohle gebildet und das Gemisch für die Zwischensohle in einen Zwischenraum zwischen der Laufsohle und dem Schuhschaft eingebracht wird, die Reaktionsgeschwindigkeit zur Bildung des Polyurethans und die Temperatur des Elastomers derart gesteuert werden, daß die chemischen Bindungen im Bereich der Grenzfläche des Elastomers und des ausreagierenden Gemisches gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen des zu Polyurethan ausreagierenden Gemisches die Laufsohle im Bereich der mit dem Polyurethan auszubildenden Grenzfläche gekühlt und im Bereich der Lauffläche geheizt wird und die mittlere Temperatur der Laufsohle bei und nach dem Einbringen des Gemisches auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polyurehans gehalten wird.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens eine nach dem Prinzip einer Spritzgießmaschine arbeitende Einrichtung zum Plastifizieren des Polymers und Spritzen der Laufsohlen und mindestens eine nach dem Prinzip einer Schuhbesohlungsmaschine zum Verarbeiten von Polyurethan arbeitende Einrichtung zum Formen der Zwischensohlen sowie ihrem Verbinden mit den Laufsohlen und mit Schuhschäften aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spritzen der Laufsohlen mindestens eine Spritzgießform (3) aufweist, die eine Formhälfte (2) als Platte ausgebildet ist und eine Angußbohrung (8) aufweist, die andere Formhälfte (4) das Nest für die Laufsohle hat, nach dem Spritzen einer Laufsohle und dem Öffnen der Spritzgießform diese andere Hälfte mit der Laufsohle verschwenkbar ist, die Einrichtung zum Formen der Zwischensohle zwei Seitenformteile und einen Leisten zum Aufleisten von Schuhschäften aufweist und daß zur Bildung des Formenhohlraums für die herzustellende Zwischensohle, die Seitenformteile mit der verschwenkten, die Laufsohle aufweisenden anderen Hälfte und den Leisten mit einem aufgeleisteten Schaft in Eingriff bringbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spritzen der Laufsohlen und die Einrichtung zum Formen der Zwischensohlen eine Arbeitsstation bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Platte ausgebildete Formhälfte (2) auf einer auf Holmen geführten verschiebbaren Formaufspannplatte (1) aufgespannt ist, die das Nest aufweisende Formhälfte (4) auf einer verschwenkbaren Formaufspannplatte (5) aufgespannt ist, die verschwenkbare Formaufspannplatte in einem von den Holmen geführten Rahmen gelagert ist, die Holme mit Ständerplatten (19, 30) einen Maschinenrahmen bilden, und die dem Rahmen benachbarte Ständerplatte eine Öffnung (22) aufweist, durch die hindurch die das Nest aufweisende Formhälfte mit den Seitenformteilen (12, 13) in Eingriff bringbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschwenkbare Formaufspannplatte ein prismatischer Körper ist, senkrecht zu ihrer Achse den Umriß eines N-Ecks hat und auf den zur Achse parallelen Seitenflächen Formhälften mit einem Nest angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rahmen und der verschiebbaren Formaufspannplatte Arbeitszylinder zum Schließen und Öffnen der Form angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das Nest aufweisende Formhälfte eine in das Nest mündende Hinterschneidung (27, 28) zur Bildung einer in sich geschlossenen und beim Herstellen der Zwischensohle mit den Seitenformteilen zusammenarbeitende Dichtlippe (27′, 28′) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenformteile jeweils eine zusammenarbeitende Hinterschneidung (31) zur Bildung eines gezielten Materialaustriebs (31′) im Bereich der Dichtlippe beim Verarbeiten des Polyol-Isocyanat-Gemisches aufweisen.