Verfahren zum Verformen eines Schuhschaftes oder Schaftteiles
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verformen eines Schuhschaftes oder Schaftteiles vor dem Zusammenstellen eines Schuhes. Der Ausdruck Schuh soll dabei alle Arten von Fussbekleidungen umfassen, welche Schäfte aufweisen, die mindestens zum Teil aus einem Material bestehen, das einer auf den Fuss des Trägers passenden Fläche angepasst werden muss. Der Schuh kann somit ein eigentlicher Strassenschuh oder auch beispielsweise ein Pantoffel oder ein Stiefel sein.
Nach einem bekannten Schuhherstellungsverfahren wird beispielsweise ein Schuhschaft hergestellt, indem ein Schaftvorderteil und zwei Schaftseitenteile ausgeschnitten werden, die um die Innenseite und die Au ssenseite des Fussristes und um die Ferse herumgehen.
Jeder dieser flachen Teile besitzt einen Rand, der sich um seine Kante erstreckt. Der Rand an derjenigen Kante, die schliesslich die Schaftunterkante bilden wird, ist der Zwickrand, und der Rand an der oberen Kante ist der Umfaltrand oder Oberkantenrand. Weitere Rän- der sind vorhanden, um die Bildung von Fersen- und Ristnähten zu ermöglichen. Der Schaft wird zusammengesetzt und auf einen Leisten aufgezogen, an dessen Boden oder Sohle vorübergehend eine Brandsohle befestigt worden ist. (An dem Schaft können vorher Auskleidungen, Versteifungselemente und Zehenpolster befestigt worden sein.) Der Schaft kann vorbehandelt worden sein, um ihn weicher zu machen, so dass er leichter gedehnt und gestaucht werden kann.
Er wird dann längs seiner unteren Kanten erfasst und über den Leisten nach unten gezogen, worauf sein Zwickrand umgebogen und unter den Leisten geschoben und dann mit einem Klebstoff oder durch andere Mittel an der Brandsohle befestigt wird. Dieser Vorgang wird mit Zwicken bezeichnet.
Durch das Aufleisten wird das Material gedehnt und gestaucht, so dass es sich eng an den Leisten anlegt.
Diese Dehnungen und Stauchungen werden dann fixiert, d. h. in eine mehr oder weniger bleibende Verformung umgewandelt, und zwar durch eine Fixierbehandlung, welche eine feuchte und/oder trockene Wärmebehandlung umfassen kann, welche die Spannungen im Material löst. Bei Leder können in der Regel höchstens etwa 70% der Verformungen fixiert werden, und der Leisten ist daher in der Weise im Vergleich zur gewünschten Schaftkontur übertrieben geformt, dass ein gewisser Verformungs-Verlust nach dem Abnehmen vom Leisten zulässig ist.
Nach dem Fixieren wird eine Aussensohle angebracht oder an Ort und Stelle geformt. Dann wird der Schuh vom Leisten abgenommen, worauf die üblichen Fertigstellungsarbeiten durchgeführt werden.
Um den Aufleistungsvorgang (der eine hohe Geschicklichkeit des Arbeiters und komplizierte, teure Maschinen erfordert) zu vereinfachen, ist schon ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem ein thermoplastisches, fixierbares Material in einer Hohlraum-Matrizenform geformt wird, die der Leistenkontur oder einer Variation derselben entspricht, und zwar durch Anlegen eines Druckunterschiedes an das blattförmige Material durch Unterdruck und/oder Überdruck eines fluiden Mediums oder auf mechanischem Wege. Bei diesem bekannten Verfahren muss das Material in die Matrizenform gedrückt werden, wodurch sich oft Runzeln im Flächenmaterial ergeben. Zudem muss bei diesem Verfahren das Material in der Form auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der das Material plastisch fliessen kann.
Anderseits haben die Erfinder selbst schon Verfahren vorgeschlagen, bei denen das Zusammenstellen von Schuhschäften dadurch erleichtert wird, dass der Schaftvorderteil vorgeformt wird, indem das Dehnen und Stauchen getrennt vom Biegen und Anpassen des Materials an die Leistenkontur vorgenommen wird.
Die britischen Patente Nrn. 1 096 001 und 1 096 002 beschreiben Verfahren zum Bestimmen des Ausmasses der im Material erforderlichen Dehnungen und zum Strecken des Materials auf diese Dehnungen durch einen mechanischen Greif- und Ziehvorgang vor dem Anpassen des Materials an den Leisten.
Die britischen Patentschriften Nrn. 1 102695 und 1 102696 beschreiben im Detail die zugrunde liegende Theorie sowie Verfahren zum Herstellen von Patrizenformen zur Durchführung der Vorformung an Schaftvorderteilen. Diese Patentschriften beruhen kurz zusammengefasst auf der Entdeckung, dass eine erfolgreiche mechanische Vorformung von Schaftvorderteilen dann möglich ist, wenn der Zwickrand des Schaftvorderteiles in einer einzigen Ebene gehalten wird und das erforderliche Strecken des Flächenmaterials dadurch erfolgt, dass dieses an eine Form angepasst wird, deren Konturen gleich wie diejenigen sind, die erhalten werden, indem eine Schale aus elastisch biegsamem Material, wie z.
B. nicht weichgemachtem Polyvinylchlorid, mit den gewünschten Leistenkonturen geformt wird und die Schale dann durch Auswärtsverschieben der Seitenteile teilweise flachgelegt wird. In diesen bekannten Verfahren, bei denen die Verformung nur durch mechanisches Bewegen der Form in das Flächenmaterial hinein bewirkt wird, sind komplizierte Bewegungen erforderlich, um den Zehenbereich richtig zu formen.
Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem der Zehenbereich und andere einspringende Bereiche richtig geformt werden können, ohne dass komplizierte Bewegungen erforderlich sind. In dem Verfahren können vorteilhaft Patrizenformen verwendet werden.
Nach dem Verfahren kann sowohl ein einstückiger, zusammenhängender Schaft als auch ein Schaftvorderteil zusammen mit einem getrennten zugehörigen Fersen- und Seitenwandteil erzeugt werden. Diese Teile werden gesamthaft als Schaftteile bezeichnet.
In gewissen bevorzugten elastomeren, fixierbaren Schuhschaftmaterialien können im Bereich der in Frage kommenden Verzerrungen sehr hohe bleibende Verformungen fixiert werden, z. B. Verformungen in der Grö ssenordnung von 80 S oder mehr.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verformen eines Schuhschaftes oder Schaftteiles vor dem Zusammenstellen eines Schuhes, wobei man ein Blatt aus dehnbarem und fixierbarem Schuhschaftmaterial an eine Form anpasst, deren Konturen mindestens annähernd gleich sind wie diejenigen, die erhalten werden, indem eine Schale aus dünnem, elastisch biegsamem Material mit den erforderlichen Leistenkonturen geformt wird und die Schale dann durch Auswärtsverschieben der Seitenteile teilweise flachgelegt wird, wobei die Form dem ganzen Schuhschaft oder einem Schuhschaftteil entspricht und wobei das Anpassen des Schuhschaftmaterials an die Form durch Anlegen eines Druckunterschiedes eines fluiden Mediums an das Schuhschaftmaterial erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen des Schuhschaftmaterials an die Form durch Dehnen des Schuhschaftmaterials bewirkt wird.
Vorzugsweise kann das Schuhschaftmaterial dampfdurchlässig sein und können die durch das Dehnen erzeugten Verformungen in dem Material in solcher Weise mindestens vorübergehend fixiert werden, dass das Material dabei wasserdampfdurchlässig bleibt.
Um das Dehnen zu bewirken, kann das genannte Blatt durch die Form umgebende Mittel festgehalten werden und kann dann das festgehaltene Blatt an die Form angedrückt werden. Vorzugsweise kann dabei das Blatt in einer Ebene festgehalten werden und in einer Richtung senkrecht zu dieser Ebene in Berührung mit der Form bewegt werden.
Es ist klar, dass die vorstehende Definition der Formkonturen lediglich diese Konturen festlegen soll und keine Beschränkung hinsichtlich der Art und Weise bedeutet, in der die Form tatsächlich hergestellt wird.
Die zum Vergleich herangezogene Schale kann auf einem Leisten geformt werden, der grösser sein kann als der Leisten, auf dem der Schuhschaft schliesslich zusammengesetzt wird, oder statt dessen könnten die Höcker in der flachgelegten Schale vergrössert werden, um eine bleibende Verformung von weniger als 100%, d. h. ein Schrumpfen, nach dem Vorformen des Schaftes zu berücksichtigen.
Vorzugsweise kann auf der Formfläche jede Linie mindestens annähernd die gleiche Länge haben wie die entsprechende Linie auf der inneren Oberfläche des fertigen Schuhes. Ferner kann im hinteren Abschnitt des Zehenbereiches der Abstand zwischen zwei Punkten der Schaftunterkante, gemessen längs der Oberfläche in einer Richtung quer zur Längsmittellinie der Form, bis zu 25 %, und vorzugsweise nicht mehr als 35 /0o, grösser sein als der auf einer geraden Linie gemessene Abstand zwischen den beiden Punkten.
Vorzugsweise kann die Form einen Z-.vickrandbil- dungsabschnitt zum Bilden eines Zwickrandes besitzen, wobei die freie Kante dieses Abschnittes zweckmässig in einer einzigen Kantenebene liegen kann.
Die Formfläche kann vorzugsweise mindestens einen der folgenden Höcker bilden: Zehenhöcker, Fersenhökker, zwei Fersenhöcker. Die Höcker können zweckmässig ein Tiefzieh- oder Verstreckungsverhältnis, wie es nachstehend definiert ist, von mehr als 1 haben, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10, z. B. von 1 bis 4 für Fersenhöcker, und von 1 bis 2 für Zehenhöcker.
Beispielsweise für die Herstellung von Herrenschuhen, die einen Vorderteilkuppenabschnitt aufweisen, kann eine Form verwendet werden, die um die Mittellinie herum einen Vorderteilkuppenhöcker besitzt. Bei diesem kann dann das Verstreckungsverhältnis B/A vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5, z. B. von 2 bis 5, liegen.
Der höchste Punkt eines Zehenhöckers kann vorzugsweise ausserhalb der Mittellinie liegen, und zwar in Draufsicht auf der linken Seite der Mittellinie bei einer Form für einen linken Schuh. Der Zehenhöcker kann sich in der Regel vom höchsten Punkt aus längs der Formkante bis in den äusseren Gelenkbereich über der Aussenkante erstrecken, wo in gewissen Ausführungsarten ein kleinerer Gelenkhöcker vorhanden sein kann.
Der Zehenhöcker kann sich auch auf der inneren Seite der Form, vorzugsweise mit etwas geringerer Höhe, bis in den inneren Gelenkbereich erstrecken, wo wiederum bei gewissen Ausführungsarten ein kleinerer Gelenkhöcker vorhanden sein kann, der dann vorzugsweise auch kleiner ist als der äussere Gelenkhöcker.
Der Fersenhöcker kann sich quer über die Mittellinie bzw. den Rückseitennahtbereich des fertigen Schuhes erstrecken (in welchem Falle keine konstruktive Notwendigkeit für eine tatsächliche Rückseitennaht besteht), und dabei kann sein Verstreckungsverhältnis vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2 liegen. Der Fersenhöcker kann auch in zwei getrennte Höcker aufgeteilt sein, von denen je einer auf jeder Seite der Mittellinie liegt, und in diesem Fall kann das Verstreckungsverhältnis B/A vorzugsweise im Bereich von 2 bis 4 liegen.
Wenn der Fersenhöcker in zwei getrennte Höcker aufgeteilt ist, kann die Formfläche so angeordnet sein, dass eine vollständige oder teilweise Rückseitennaht verwendet werden kann.
Es wurde vorstehend ein Zwickrandbildungsabschnitt erwähnt, der von einem ersten Schaftteilbildungsabschnitt ausgehen kann. Die Verbindungslinie zwischen diesen beiden Abschnitten entspricht dabei natürlich der Schaftunterkante im fertigen Schuh. In einem ersten Ausführungsbeispiel einer Form kann sich ein Zwickrandbildungsabschnitt von der Schaftunterkante aus nach unten erstrecken; die Schaftunterkante kann dabei in einer einzigen Ebene liegen, und der Zwickrandbildungsabschnitt kann in etwa vertikaler Stellung um die Aussenkante herum verlaufen. Weitere Abschnitte der Form können einen Nahtrand und einen Oberkantenrand um den Rest der Formfläche herum bilden.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Form kann ein Zwickrandbildungsabschnitt um den Zehenbereich herum etwa vertikal stehen, sich dann nach aussen spreizen und längs der Seiten des Schaftvorderteiles und des Ristabschnittes in einer etwa horizontalen Ebene liegen, um bei der Ferse allmählich wieder eine etwa vertikale Stellung anzunehmen, wobei die Anordnung so sein kann, dass die freie Kante des Randbildungsabschnittes immer in der gleichen horizontalen Ebene liegt. Vorzugsweise kann der Rand eine im wesentlichen konstante Breite haben.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend Ausführungsbeispiele des Verfahrens nach der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Form für einen linken Schuh,
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Form,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Form für einen linken Schuh,
Fig. 6 eine Seitenansicht der in Fig. 5 gezeigten Form,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 6,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Vorderteils einer zweiteiligen Form, deren Fersenteil in Fig. 13 dargestellt ist,
Fig. 10 eine Seitenansicht des in Fig. 9 gezeigten Formvorderteiles,
Fig.
11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10,
Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 10,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des Fersenteiles dieser zweiteiligen Form,
Fig. 14 eine Seitenansicht des in Fig. 13 gezeigten Form-Fersenteiles,
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Fig. 14 und
Fig. 16 einen Schnitt nach der Linie XVI-XVI in Fig. 14.
Die Fig. 17 bis 24 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Form, die Fig. 25 bis 27 zeigen vorgeformte Rohlinge, die unter Verwendung dieser Form hergestellt wurden, und die Fig. 28 bis 30 zeigen aus diesen vorgeformten Rohlingen hergestellte Schuhe, wobei
Fig. 17, 18, 19 und 20 perspektivische Ansicht, Hinteransicht, Draufsicht und Seitenansicht dieses Aus führungsbeispiels einer Form sind,
Fig. 21, 22, 23 und 24 Schnitte nach den Linien XXI-XXI, XXII-XXII, XXIII-XXIII und XXIV bis XXIV in Fig. 20 sind,
Fig. 25, 26 und 27 Draufsichten auf drei Rohlinge sind, die mit Hilfe der Form gemäss Fig. 17-24 hergestellt wurden und die daher gleiche Konturen aufweisen, die jedoch mit verschiedenen Schnittlinien versehen sind, so dass verschiedene Schuharten aus den gleich konturierten vorgeformten Rohlingen hergestellt werden können, und
Fig.
28, 29 und 30 Ansichten der drei verschiedenen Arten von Schuhen sind, die aus den Rohlingen nach Fig. 25, 26 bzw. 27 hergestellt werden.
Fig. 31 zeigt eine Seitenansicht eines konventionellen Leistens für einen linken Schuh.
Fig. 32 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 31 dargestellten Leisten.
Fig. 33 zeigt eine perspektivische Ansicht von vorn einer leistenförmigen Polyvinylchloridschale zur Herstellung von Formen von der Art der dargestellten.
Fig. 34 ist eine schematisierte perspektivische Ansicht einer geeigneten Vakuumformmaschine zur Verwendung bei der Schuhherstellung.
Fig. 35 zeigt in grösserem Massstab eine Ansicht der Vakuumkammer der Maschine nach Fig. 34.
Fig. 36 ist eine Teildraufsicht einer geeigneten ineinandergreifenden Anordnung von Formen zur Einsparung von Material, und
Fig. 37 zeigt perspektivisch ein Teilschema zur Erläuterung eines Verfahrens, nach welchem vorgeformte Schäfte von einer Bahn getrennt werden, wobei eine Schablone als Führungs- oder Anschlagmittel für ein rotierendes Schleifwerkzeug verwendet wird.
Das Verstreckungsverhältnis B/A wird wie folgt definiert. Wie aus Fig. 19 ersichtlich ist, besitzt die Formfläche eine Längsmittellinie M-M, die eine Achse bildet, bezüglich welcher die Formfläche ungefähr symmetrisch ist. Bei einer Formfläche zur Bildung eines Schaftvorderteiles oder eines ganzen Schaftes läuft die Längsmittellinie durch die Mitte der Zehe und den höchsten Punkt der Vorderteilkuppe (und zudem durch die Rückseite der Ferse bei einer Form für einen ganzen Schaft). Bei einer Formfläche zur Bildung nur eines Schaftseitenteiles erstreckt sich die Längsmittellinie längs der Länge der Form. A ist der senkrechte Abstand des entferntesten Höckerpunktes, d. h. des höchsten Punktes, von der Kantenebene. B ist die kleinste Formbreite des Höckers quer über die Kantenebene, gemessen senkrecht zur Längsmittelachse M-M von einer Schaftunterkante zur anderen.
B wird somit gemessen für einen Zehenhöcker auf der Linie T-T, für einen Vorderteilkuppenhöcker auf der Linie C-C und für einen bzw. die Fersenhöcker auf der Linie H-H, und zwar jeweils durch den Punkt, in welchem die Linie A die Kantenebene trifft.
Die Konturen der Formen nach Fig. 1 bis 24 sind von einem typischen Leisten abgeleitet, wie er in Fig. 31 in Seitenansicht dargestellt ist. Die Bodenlinie 210 in dieser Ansicht wird Schaftunterkante genannt. Der Punkt 211 ist die Vorderteilmitte. Die Erhebung 212 ist die Vorderteilkuppe. 213 ist die Zehe. 214 ist der Seitenteil, der sich von unterhalb der Vorderteilkuppe bis zur Ferse 216 erstreckt. Der Gelenkbereich liegt bei 215. Im Bereich der gestrichelten Linie 217 wird schliesslich die Oberkante des Schuhes liegen. Wie ersichtlich, ist die hintere Naht bei der Ferse gekrümmt, und die Schaftunterkante 210 verläuft in mindestens drei ungefähr ebenen Flächen, wobei sie allmählich gekrümmt ist.
Fig. 32 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 31 dargestellten Leisten. Die Schaftunterkante 210 ist hier mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
Der dargestellte Leisten ist wie ersichtlich für einen linken Schuh bestimmt.
Die in Fig. 33 gezeigte Schale besteht aus nicht weichgemachtem Polyvinylchlorid und ist durch Va kuumfoimung auf einem in gewünschter Weise geformten Leisten gebildet worden, wobei der obere Randbereich entfernt und die Schale längs der Schaftunterkante abgeschnitten wurde. Für das Ableiten der verschiedenen Formkonturen wird die Schale an verschiedenen Stellen von der Schaftunterkante 22 zur Fussknöchel öffnung 301 durchschnitten. Die Seiten der offenen Schale werden dann auswärts bewegt, um eine flachgelegte Formkontur zu erhalten, und die Form wird mittels der inneren Oberfläche der Schale gebildet, wie nachstehend im einzelnen zu beschreiben ist.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine sogenannte spazierstock- oder hakenförmige Form dargestellt, die zur Herstellung eines vollständigen vorgeformten Schaftes eines Pumps oder Freizeitschuhes für Damen verwendbar ist. Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine andere Form, die zur Herstellung eines vollständigen vorgeformten Schaftes für Kinder-, Herren- oder Damenschuhe zu venvenden ist. Die Fig. 9 bis 16 zeigen eine zweiteilige Form für die Herstellung von getrennten Schaftvorderteilen und Fersenteilen für die verschiedensten Arten von Herren-, Damen- und Kinderschuhen.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Form wird wie folgt hergestellt.
Für die Herstellung der Schale wird auf der ganzen Oberfläche eines geeignet geformten Leistens, z. B. des in Fig. 31 und 32 gezeigten Leistens, eine dünne Schicht (von z.B. 0,5 bis 1,3 mm Dicke) aus nicht weichgemachtem Polyvinylchlorid durch Vakuumverformung mittels eines gebräuchlichen Verfahrens angebracht. An der Schale wird ein gleichmässig breiter Zwickrand 21 (Fig. 1) stehengelassen. Dann wird die Oberseite der starren Schale ausgeschnitten, wobei an der Oberkante ein Umfaltrand 20 stehengelassen wird. Die Schale wird dann aufgeschnitten, beispielsweise senkrecht etwa in der Mitte der einen hinteren Seite, wie durch die Linie 303 in Fig. 33 angedeutet, worauf an jeder Schnittkante 22 ein Nahtrand 23 gleicher Breite angebracht wird. Die Schale wird darauf vom Leisten abgenommen und um den Rückseitennahtbereich 25 entfaltet, um einen Fersenhöcker 4 zu bilden.
Die Vorderteilkuppe 2 wird nach unten gedrückt, während die Gelenkbereiche 26 nach aussen gezogen werden, so dass der Vorderteil um die von der Zehe 28 zur Vorderteilkuppe 2 verlaufende Mittellinie 27 entfaltet wird. Die ringsum verlaufenden Ränder werden vertikal gestellt, und die Schale wird weiter durch Entfalten flachgelegt, bis die Enden oder Kanten aller Ränder wie in Fig. 2 gezeigt in der gleichen Ebene liegen. Es ist klar, dass dadurch der hintere Teil mit dem Fersenteil 3 verdreht wird, bis er flach liegt statt vertikal steht. Von der Schale wird dann eine Formfläche gegossen, wobei im vorliegenden Fall eine Patrize gebildet wird. Das Flachlegen wird im vorliegenden Fall so weit durchgeführt, bis das in Fig. 4 dargestellte Fersen-Verstreckungsverhältnis 1 : 1,7 beträgt.
Die entwickelte spazierstock- oder hakenförmige Form besitzt einen Vorderteil 1 mit einer erhabenen Zunge oder Vorderteilkuppe 2 und einen Hinterteil 3, welcher sich von der dem Rist gegenüberliegenden Seite des Vorderteils nach hinten erstreckt, wobei dieser Hinterteil in dem Bereich, wo schliesslich die Ferse gebildet wird, eine wenig hohe, unregelmässig pyramidenförmige Erhebung 4 aufweist.
Die in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Form ist wiederum für einen vollständigen vorgeformten Schaft ähnlicher Form wie gemäss Fig. 1 bis 4 bestimmt, und sie wird in gleicher Weise hergestellt, mit der einzigen Ausnahme, dass der Schnitt bei 302 in Fig. 33 geführt wird.
Die entwickelte Form ist daher stimmgabelförmig oder U-förmig und besitzt einen Vorderteil 5 mit einer erhabenen Zungenzone 6 sowie zwei Hinterteile 7, welche sich von entgegengesetzten Seiten des Vorderteils nach hinten erstrecken. Die Zungenzone 6 ist etwas weniger hoch als die Zungenzone in der Form nach Fig. 1 bis 4, und jeder Hinterteil 7 steigt allmählich gegen einen abgerundeten Höcker 8, der näher bei der äusseren als bei der inneren Kante des Hinterteils liegt, und fällt dann gegen die Hinterkante 9. Da die Zungenzone in stärkerem Masse abgeflacht ist, steigt die Schale und damit die Form bei 10 auf beiden Seiten der Zunge entsprechend an, wie es am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, so dass sich an dieser Stelle ein insgesamt doppelbogenförmiges Profil ergibt.
In dieser Form besitzen die Fersenhöcker 8 Verstreckungsverhältnisse B/A gemäss Fig. 8 von 2,1 und 2,2 für die rechte bzw. die linke Seite in Fig. 5.
Die Form gemäss Fig. 9 bis 16 besteht aus zwei Teilen. Sie wird erhalten, indem die starre Schale in zwei Teile zerschnitten wird, und zwar vorzugsweise kurz hinter dem oberen Ende der Zunge, d. h. bei 300 und 303 in Fig. 33. Der vordere Schalenteil wird in geringerem Masse flachgelegt als in den bisher beschriebenen Figuren, und daher besitzt die entwickelte Form für den Schaftvorderteil einen vorderen Abschnitt 11 mit einem relativ hohen Zungenabschnitt 12. Diese Form wird im wesentlichen gleich hergestellt, wie es im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde.
Der Zehenhöcker 29 hat ein Verstreckungsverhältnis B/A von 4,0, und der Vorderteilkuppenhöcker hat ein Verstreckungsverhältnis von 4,5.
Der abgeschnittene Schalenhinterteil wird am äu ssersten Fersenende von oben nach unten vertikal eingeschnitten, und zwar bis zu einem Punkt etwa auf der halben Höhe des Fersenabschnittes. Die von der flachgelegten Schale abgeleitete Form ist in den Fig. 13 bis 16 dargestellt. Der hintere Formteil ist etwa möwenflügelförmig , wobei die beiden Flügel 13 von dem V-förmigen Einschnitt 14 aus, der dem in der ursprünglichen Schale angebrachten Einschnitt entspricht, leicht nach hinten geneigt sind. Die beiden Flügel sind im we sentlichen ähnlich geformt und besitzen je eine wenig hohe Rippe 15, die sich von der Ecke 16 des V-förmi gen Einschnittes gegen die diagonal gegenüberliegende
Ecke 17 des Flügels erstreckt.
Die Rippen 15 steigen gegen abgerundete Höcker 18, die sich bei etwa %3 ihrer
Länge befinden, so dass die Rippen allmählich gegen die
Ecken 17 und etwas steiler gegen die Ecken 16 des
V-Einschnittes abfallen.
Der linke und der rechte Fersenhöcker 18 besitzen Verstreckungsverhältnisse B/A von 2,8 bzw. 2,6.
Die in den Fig. 17 bis 24 dargestellte Form wird wie folgt hergestellt. Eine Schale aus elastisch biegsamem Material, z. B. aus Hart-PVC, wird auf einem Leisten, dessen Spalt beispielsweise mit Modellierton ausgefüllt wurde, durch Vakuumverformung gebildet, worauf das Material ausgehärtet wird. Die Schale wird dann genau an der Schaftunterkantenlinie abgeschnitten, und der oberhalb des oberen Randes des Leistens befindliche Teil der Schale wird ebenfalls weggeschnitten. Dann wird im hinteren Teil der Schale ein vertikaler Schnitt angebracht, und die Schale wird vom Leisten abgenommen und teilweise flachgelegt, indem die Seitenkantenteile nach aussen gezogen werden, wie es im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde.
Um zu der in Fig. 17 gezeigten Kontur der Form zu gelangen, welche wiederum der angegebenen Bedingung für das Verstreckungsverhältnis B/A entspricht, wird hinter der Vorderteilkuppe zusätzlich Material hinzugefügt, so dass eine glatte, zusammenhängende Kuppe erhalten wird, die sich bis hinab in die Ebene der Randkante erstreckt.
Dadurch wird es möglich, verschiedene Oberkanten zu erzeugen, indem an der gewünschten Oberkantenlinie abgeschnitten oder ein passender Umfaltrand stehengelassen wird. Die Form wird dann dieser Kontur der Schale angepasst. Diejenigen Teile der Form, die den Randteilen des Schaftes entsprechen, welche im fertigen Schuh zwischen der Brandsohle und der Aussensohle befestigt sind, um den Schaft an der Sohle zu halten, werden zu der hergestellten Form hinzugefügt.
Die Form gemäss Fig. 17 bis 24 besitzt einen Zehenabschnitt 32, einen mittleren erhöhten oder Vorderteilkuppenabschnitt 34, der dem Zungenbereich des Schuhes entspricht, einen linken und einen rechten Seitenteil 36 bzw. 38, die der linken bzw. der rechten Seitenwand und der hinteren-Wand des Schuhes entsprechen, und einen Zwickrandabschnitt 40, mittels welchem ein Zwickrand gebildet wird, der sich von der linken hinteren Ecke 42 nach vorn, um den Zehenabschnitt herum und bis zur rechten hinteren Ecke 44 erstreckt. Das erwähnte Flachlegen der Schale wurde in einem solchen Ausmass durchgeführt, dass die äussere oder freie Kante 46 des Randabschnittes 40 in einer einzigen Ebene liegt und dass die hintere Kante 48 der Form, die dem in der Schale angebrachten vertikalen Schnitt entspricht, in der gleichen Ebene liegt.
In derselben Ebene liegt ferner auch ein Bereich 50 zwischen den erhabenen Abschnitten 34, 36 und 38, welcher Bereich sich von der hinteren Kante 48 bis zum Rand 40 auf beiden Seiten der Form erstreckt.
Eine Linie 52, die der Schaftunterkante des herzustellenden Schuhes entspricht, ist in den Fig. 17 bis 24 ebenfalls eingezeichnet. Diese Linie 52 ist so geformt, dass sie von der Kante 46 des Randes 40 um die ganze Form herum einen gleichbleibenden Abstand hat. Der Rand 40 liegt somit wie ersichtlich grösstenteils in der horizontalen Ebene, aber in gewissen Bereichen, insbesondere im Bereich 54 bei der Zehe und in den Bereichen 56 auf entgegengesetzten Seiten in der Nähe des hinteren Endes, steht der Randabschnitt im wesentlichen vertikal.
Dies rührt davon her, dass hier die Kante 46 in einer einzigen Ebene liegen soll. (Bei anderen Ausführungsarten einer Form könnte der Rand auch überall senkrecht stehen, was bei gewissen Schneidverfahren eine Vereinfachung bringt.)
Da die Kante der Form in einer einzigen Ebene liegt und genau der Kante des herzustellenden Schuhschaftes entspricht, ist das Ausschneiden des Schuhschaftes aus dem Flächenmaterial, aus welchem er hergestellt wird, sehr einfach. Mehrere verschiedene Schuharten können einfach dadurch erzeugt werden, dass die Lage der Schnittlinie in inneren Teilen des vorgeformten Rohlings verändert wird.
Bei der Herstellung eines Schuhschaftes mittels der Form können verschiedene Verfahren angewandt werden, z. B. Vakuumverformung, Druckverformung oder eine Kombination von Vakuumverformung und Druckverformung. Übliche Verfahren sind z. B. beschrieben in Modern Plastics Encyclopedia .
In derselben Kontur mittels der Form gemäss Fig. 17 bis 24 vorgeformte Rohlinge sind in Draufsicht in den Fig. 25, 26 und 27 dargestellt. Jeder Rohling war ursprünglich ein ebenes, rechteckiges Stück Flächenmaterial, von dem jedoch ein mittlerer Teil mittels der Form deformiert worden ist. Die Kanten 46 und 48 sind auch hier dargestellt, und längs dieser Kanten wird dann der vorgeformte Schaft aus dem rechteckigen Flächenmaterial ausgeschnitten. Dies kann in einfacher Weise mittels eines Messers geschehen, das die erforderliche besondere Form oder Kontur hat, um längs den gewünschten Linien zu schneiden, z. B. mittels eines Streifens aus Federstahl mit einer zugeschärften Kante, der in Anpassung an die Ünienkontur gebogen ist.
Die Anwendung dieses Schneidverfahrens wird durch die Tatsache erleichtert, dass die genannten gewünschten Linien in einer gemeinsamen Ebene liegen. In Fig. 25 sind weitere Schnittlinien 58 und 60 dargestellt. Die Linien 58 entsprechen der oberen Kante des herzustellenden Schuhes, der in Fig. 28 dargestellt ist. Dieser Schuh wird als Oxfordschuh bezeichnet. Der Schnitt 60 entspricht dem Schlitz an der Vorderseite des Schuhes, der zugeschnürt wird. Nachdem der Rohling längs der Linien 48, 46, 58 und 60 ausgeschnitten worden ist, kann der so gebildete Schaftteil mit Hilfe eines Leistens, mit den übrigen Teilen des Schuhes vereinigt werden, um den in Fig. 28 gezeigten fertigen Schuh herzustellen. Beim Zusammensetzen des Schuhes wird eine Zunge 62 hinzugefügt und im Schaft befestigt.
Die Abschnitte 48a und 48b der hinteren Kante werden aneinander befestigt und bilden die hintere vertikale Naht des Schuhes.
Auch wird der Schaft natürlich auf beiden Seiten des Schlitzes 60 mit Löchern zur Aufnahme der Schnürung versehen.
Der in Fig. 26 gezeigte Rohling wird anders ausgeschnitten, um anstelle eines Oxfordschuhes einen sogenannten Gibsonschuh zu bilden. Statt des einzelnen Schlitzes 60 in der Mitte werden zwei nach aussen geneigte Schlitze 62 an Stellen gebildet, die vom mittleren Bereich gegen aussen versetzt sind. Die Schlitze 62 können auch breiter als dargestellt sein. So wird zwischen den Schlitzen 62 eine Zunge 64 gebildet. Im übriger sind die Schnittlinien gleich wie in Fig. 25. Beim Herstellen des Gibsonschuhes aus dem Rohling gemäss Fig. 26 werden bei 68 (Fig. 29) zwei Seitenklappen 66 auf den vorgeformten Rohling genäht. In den Seitenklappen sind Löcher für die Schnürung vorgesehen.
Eine dritte Schuhart, die aus dem gleichen vorgeformten Rohling hergestellt werden kann, ist der Gusset-Casual-Schuh . Die Schnittlinien hierfür sind in Fig. 27 dargestellt, und der fertige Schuh ist in Fig. 30 dargestellt. Gemäss Fig. 27 sind die Schnittlinien 62 der Fig. 26 durch Schnittlinien 70 ersetzt, welche zwei Spalte 72 bilden. So entsteht ein mittlerer Zungenbereich 74, der mit Seitenteilen, welche in Übereinstimmung mit Fig. 17 mit 38 bezeichnet sind, über elastische Zwickel 78 verbunden wird. Die Spalte im fertigen Schuh sind hierbei eher breiter als die Spalte im Rohling.
In dem beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Schuhes bzw. zum Vorformen eines Schuhschaftes mittels der angegebenen Form kann der Schuhschaft nach dem Vorformen leicht aus einem Flächenmaterial ausgeschnitten werden, und es können aus gleich konturierten Rohlingen in einfacher Weise verschiedene Schuharten hergestellt werden. Hierzu ist noch festzuhalten, dass die Erzeugung verschiedener Schuharten durch Anbringen verschiedener Schnittlinien, wie der Linien 60, 62 oder 70, erleichtert werden kann, wenn der mittlere erhabene Teil 34 der Form glatt und wenig gekrümmt ist.
Ferner ist festzuhalten, dass, da der Bereich 50 in der gleichen Ebene wie die Linien 46 und 48 liegt, der Abschnitt dieses Bereiches beim hinteren Ende des Rohlings in einfacher Weise gleichzeitig mit dem Ausschneiden des Rohlings längs der Linien 46 und 48 durch Verwendung eines entsprechend geformten Messers ausgeschnitten werden kann. Die Schnittlinien, die dabei erzeugt würden, sind die in Fig. 25, 26 und 27 gestrichelt eingezeichnete Linie 80, die Abschnitte der Linien 58 zwischen der Linie 80 und der Linie 48 sowie natürlich die Linien 48a, 48b und 46.
In diesem Zusammenhang kann ebenfalls auf die Fig. 19 Bezug genommen werden, die eine schematische Draufsicht auf eine Form gemäss diesem Ausführungsbeispiel zeigt, sowie auf die Fig. 23 und 24, welche Schnitte nach den Linien T-T und H-H in Fig. 19 bzw.
nach den Linien XXIII-XXIII und XXIV-XXIV in Fig. 20, gesehen in Richtung gegen die Zehe, zeigen.
Die Form ist für einen linken Schuh bestimmt, und sie wird in gleicher Weise wie anhand der Fig. 1 bis 4 und 17 bis 24 beschrieben von einem Leisten gemäss Fig. 31 und 32 abgeleitet. Der höchste Punkt des Zehenhöckers ist mit 201 bezeichnet, die Vorderteilmitte ist mit 205 bezeichnet, der höchste Punkt der Vorderteilkuppe ist mit 202 bezeichnet, und die höchsten Punkte des linken und des rechten Fersenhöckers sind mit 203 bzw. mit 204 bezeichnet. Löcher 207 sind in der Form vorgesehen, um das Anlegen eines Vakuums in den Bereichen zwischen den Fersenhöckern und der Vorderteilkuppe zu unterstützen. M-M ist die Mittelachse der Form, und es ist ersichtlich, dass die Vorderteilmitte 205 gegenüber dieser Mittelachse nach rechts versetzt ist, während der höchste Punkt 201 des Zehenhöckers gegenüber der Mittelachse nach links versetzt ist.
In den Fig. 23 und 24 liegt die Linie 210 in der Kantenebene, und das Verstreckungsverhältnis wird für das vorliegende Ausführungsbeispiel bezüglich dieser Linie 210 gemessen. Gemäss Fig. 23 erstreckt sich die Breite B vom Punkt 211 bis zum Punkt 212. Das Verstreckungsverhältnis für den Zehenhöcker 201 beträgt 2,0, dasjenige für die Vorderteilkuppe beträgt 4,2, dasjenige für die Fersenhöcker 203 und 204 beträgt 3,6, und dasjenige in der Vorderteilmitte beträgt 6,7.
Das Verstreckungsverhältnis für die Fersenhöcker 203 und 204 wird natürlich vom Punkt 213 zum Punkt 214 und vom Punkt 215 zum Punkt 216 gemessen.
Es können gebräuchliche Vakuumverformungsmethoden angewandt werden; bevorzugte Arbeitsschnittfolgen und Bedingungen für ein besonders bevorzugtes Material werden jedoch nachstehend noch angegeben.
Beispiel 1
Ein Stück aus porösem Polymermaterial - dem nachstehend beschriebenen bevorzugten künstlichen Schuhschaftmaterial - wurde in einem Hochfrequenzfeld von 27 MHz bei einer Eingangsleistung von etwa 3 Watt/cm2 während 10 Sekunden erhitzt. Es wurde dann in eine Vakuumformmaschine gebräuchlicher Art verbracht und über einer Form der beschriebenen Art verformt. Der vorgeformte Schuhschaftteil wurde nach Abkühlenlassen von der Form abgenommen, zugeschnitten, zu einem Schuhschaft vervollständigt und auf einem Leisten angebracht. Der aufgeleistete vorgeformte Schuhschaft wurde dann in einem Ofen bei 900 C während 10 Minuten zur Nachfixierung erhitzt.
Während dieser Zeit wurde das Schaftmaterial in der durch den Leisten gegebenen Kontur fixiert, vermutlich dank seiner visko-elastischen Erholungseigenschaften, und die vorgeformten Dehnungen wurden in im wesentlichen bleibender Form fixiert, so dass der geformte Schaft, nachdem er mit dem Leisten aus dem Ofen genommen und abgekühlt und dann vom Leisten abgenommen worden war, seine Konturen in befriedigendem Masse beibehielt. Eine Aussensohle wurde angebracht, und die üblichen Fertigstellungsarbeiten wurden durchgeführt.
Beispiel II
In einem weiteren Versuch mit dem gleichen Material wie in Beispiel I wurden anfänglich 5 C Feuchtigkeit in das Material eingeführt, und es wurde vor dem Vorformen während 5 Sekunden dielektrisch geheizt.
In der zweiten Stufe des Verfahrens wurde der Leisten mit dem darauf angebrachten vorgeformten Schaftmaterial in einem Dampfofen bei 900 C während 6 Minuten erhitzt, um die Fixierung durchzuführen.
Die in den Beispielen I und II angewandte Nachfixierung ist nicht wesentlich; aber eine gewisse Nachfixierbehandlung, beispielsweise von nur kurzer Dauer, kann dazu beitragen, den vorgeformten Schaft genau an den Leisten anzupassen, um genau das gewünschte Aussehen des Schuhes zu erhalten, indem z. B. kleinere Verziehungen eliminiert werden, welche beim Biegen des vorgeformten Schaftes um den Leisten auftreten können.
Die beschriebenen Verfahren können angewandt werden zum Herstellen von Schuhschäften aus wasserdampfdurchlässigen, porösen, insbesondere mikroporösen, polymeren Kunststoff-Flächenmaterialien, besonders - aber nicht ausschliesslich - aus solchen Materialien, deren Dehnbarkeit nicht beschränkt ist durch Einlagen aus Fasermaterial, wie Geweben, Gewirken oder Vliesen, wodurch die Bruchdehnung unter 20S gesenkt würde. Besonders geeignete Materialien besitzen Bruchdehnungen von mehr als 100 oder 150 S.
Die Materialien sollten für die Verwendung bei der Herstellung von Schuhschäften Zugfestigkeiten von wenigstens 0,35 kg/mm2, vorzugsweise von wenigstens 0,45 kg/mm2 und im allgemeinen von über etwa 0,5 bis 0,7 kg/mm2, aufweisen.
Die Materialien sind vorzugsweise mindestens in solchem Masse wasserdampfdurchlässig, dass sie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von wenigstens 100 g/m2/ 24 Stunden besitzen. Vorzugsweise beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeit mindestens 500 g/m2/24 Stunden, z. B. etwa 900-1500 oder auch 2000 g/m2/24 Stunden.
Das dehnbare Material ist vorzugsweise mindestens 0,5 mm dick. Für die Verwendung bei der Herstellung von Fussbekleidungen kann das Material zweckmässig eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 5 mm haben. Für Damenschuhe liegt die bevorzugte Dicke im Bereich von 0,8 bis 1,5 mm, insbesondere 0,8 bis 1,1 mm. Für Herrenschuhe liegt die bevorzugte Dicke im Bereich von 1,1 bis 2,5 mm, insbesondere 1,5 bis 1,8 mm.
Es ist schon erwähnt worden, dass das Material dehnbar sein sollte, wobei die Bruchdehnung vorzugsweise mindestens 20 % betragen sollte.
Im Gegensatz zu üblichen Leistenkonturen haben die beschriebenen Formen Verstreckungsverhältnisse B/A von wenigstens 1. Diese Tatsache ermöglicht es, Materialien mit den genannten, immerhin noch relativ geringen Dehnbarkeiten in befriedigender Weise vorzuformen.
Das dehnbare Material kann daher gewünschtenfalls Verstärkungen aus Fasermaterial enthalten, z. B. ein Gewebe, Gewirke oder Faservlies, das am wasserdampfdurchlässigen thermoplastischen Material, beispielsweise einem elastomeren Polyurethan, befestigt oder in dieses eingebettet ist. Die Verstärkungseinlage kann auch ein Filz sein, der vorzugsweise zur Verfestigung genadelt sein kann und der auch mit einem wasserdampfdurchlässigen thermoplastischen Polymer imprägniert sein kann. Das Schuhschaftmaterial kann mit angeklebten Gewebeverstärkungen oder mit langzelligen schwammartigen oder bienenwabenartigen Deckschichten oder mit mikroporösen, abriebfesten Oberflächenschichten, insbesondere wiederum aus elastomeren Polyurethanen, oder mit Kombinationen dieser Verstärkungen versehen sein.
Das Material selbst und auch die Verstärkungen sollten keine Stoffe enthalten, die sich unter den angewandten Bedingungen zersetzen.
Das Schuhschaftmaterial muss nicht notwendigerweise mikroporös oder atmungsfähig sein. Es könnte auch aus einem undurchlässigen Kunststoff bestehen, z. B. aus Polyvinylchlorid, oder aus einem gewebeunterlegten Film aus Polyvinylchlorid oder einem anderen Polymer.
Wie schon erwähnt wurde, ist das bevorzugte Material jedoch ein solches, dessen Dehnbarkeit nicht durch die Gegenwart einer faserigen Verstärkung beschränkt ist.
Die bevorzugten Polymere sind elastomere Polyurethane mit Erholungseigenschaften zwischen denjenigen von reinem Gummi und von reinen thermoplastischen Materialien bei Zimmertemperatur.
In dem Artikel von Schollenberger, Scott und Moore in Rubber Chemistry and Technology , Band XXXV, No. 3, 1962, Seiten 742 bis 752, ist auf der Seite 743 und in Fig. 3 die lange sogenannte Halbwertszeit der Polyester-Urethane aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und Diphenylmethan-p,p'-diisocyanat angegeben.
Die für die Herstellung von Schuhschaften bevorzugten Polyurethane haben Schmelzpunkte von wenigstens 1000 C, vorzugsweise von mehr als 1500 C (z. B.
von etwa 170 bis 2000 C, gemessen mittels differentieller thermischer Analyse oder differentieller Abtast-Kalorimetrie). Wenn sie zu einem glatten, hohlraumfreien dünnen Film von 0,2 bis 0,4 mm Dicke geformt werden (durch vorsichtiges Giessen einer entgasten Lösung in Dimethylformamid und anschliessendes vorsichtiges Wegdampfen des Lösungsmittels in einer trockenen Atmosphäre), haben sie die nachstehend beschriebenen Eigenschaften: Eine Zugfestigkeit von mindestens 210 kg/cm2 (vorzugsweise wenigstens 350 kg/cm2, z. B. etwa 420 bis 560 kg/cm2); eine Bruchdehnung von wenigstens 300 % (vorzugsweise wenigstens 400 %, z. B. etwa 500 bis 700%); einen Elastizitätsmodul von mindestens 105 kg/cm2 (vorzugsweise wenigstens 350 kg/cm2, z.
B. etwa 560 bis 770 kg/cm2); einen 100-%-Modul (Spannung geteilt durch die Dehnung bei 100% Streckung) von mindestens 28 kg/cm2 (vorzugsweise mindestens 84 kg/cm2, z. B. etwa 110 bis 134 kg/cm2). Diese mechanischen Eigenschaften werden nach der Norm ASTM D882-67 gemessen.
Das bevorzugte Polyurethan (wiederum geprüft als dünner Film wie vorstehend beschrieben) erholt sich vollständig von einer Streckung um 5% bei Zimmertemperatur (230 C), erhält jedoch vorzugsweise eine bleibende Dehnung (z. B. gemessen nach der Norm ASTM D412-66) nach einer Streckung um 100 %. Diese bleibende Dehnung liegt normalerweise im Bereich von etwa 5 bis 20%, vorzugsweise zwischen etwa 10 und 20%, z. B. bei etwa 15 %. Die bleibende Dehnung wird in der Regel eine Stunde nach dem Aufhören der Belastung bzw. Spannung gemessen.
Beispielsweise kann ein Material, welches während 10 Minuten bei 100 Ó Dehnung gespannt gehalten wurde, unmittelbar nach dem Lösen der Klemmen eine Restdehnung von etwa 2426 % zeigen und nach einer Stunde eine bleibende Dehnung von 14S aufweisen. (Für die Messung wird eine Filmprobe von 1 cm Breite bei einer Einspannlänge von 5 cm auf die 100-%-Dehnung gestreckt, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 254 % pro Minute).
Vorzugsweise hat das Material eine Shore -Härte von wenigstens 75A (insbesondere etwa 90A bis 60D), gemessen nach der Norm ASTM D1706-67.
Für die Herstellung eines bevorzugten mikroporösen Schuhschaftmaterials wird vorzugsweise eine Suspension von mikroporösen Salzteilchen in einer Dimethylformamid-Lösung (DMF-Lösung) des Polyurethans zu einer dicken Schicht gegossen, worauf die Lösung koaguliert wird. Dann wird das Salz herausgelöst. Die Dicke des koagulierten Flächenmaterials nach dem Herauslösen des Salzes und Trocknen beträgt vorzugsweise mindestens 0,63 mm, z. B. etwa 0,75 bis 2,5 mm und insbesondere etwa 0,75 bis 1,8 mm.
Es können aber selbstverständlich auch andere Verfahren angewandt werden.
Die Teilchengrösse des mikroskopischen Teilchenmaterials, z. B. Natriumchlorid, sollte unter 100 Mikron liegen, vorzugsweise unter 50 Mikron, sie sollte jedoch mehr als etwa 1 Mikron betragen. Die bevorzugten Teilchengrössen liegen im Bereich von etwa 3 bis 20 Mikron. Das Verhältnis des Gesamtvolumens des mikroskopischen, hohlraumbildenden Teilchenmaterials zum Gesamtvolumen des Polyurethans in der Lösung kann z. B. etwa im Bereich von 0,5: 1 bis 5:1, vorzugsweise im Bereich von etwa 1: 1 bis 3 : 1, liegen. Beispielsweise können 178 g Natriumchloridteilchen mit 333 g einer 30%igen Lösung des Polyurethans in Dimethylformamid gemischt werden, was ein Volumenverhältnis von Salz zu Polymer von 1 : 1 ergibt.
Das mikroporöse Flächenmaterial besitzt vorzugsweise eine scheinbare Dichte im Bereich von etwa 0,25 bis 0,7 g/cm3, insbesondere im Bereich von etwa 0,35 bis 0,5 g/cm3. Die Dichte des Polyurethans selbst beträgt z. B. etwa 1,2; es ist daher klar, dass etwa 1/2 bis 3/4 des Volumens des mikroporösen Materials aus Luft besteht. Das Flächenmaterial hat vorzugsweise eine Bruchdehnung von mehr als 50 % (z. B. im Bereich von etwa 300 bis 400 AO oder mehr); eine Zugfestigkeit von mehr als 35 kg/cm2 (z. B. im Bereich von etwa 60 bis 100 kg/cm2); einen Elastizitätsmodul von mehr als 2 kg/cm2 (z. B. im Bereich von etwa 4 bis 9 kg/cm ) und eine Kerb-Zerreissfestigkeit von mehr als 2 kg pro mm Dicke (z. B. im Bereich von 3 bis 5 kg pro mm Dicke).
Es sollte den Durchtritt von Wasserdampf gestatten; die Wasserdampfdurchlässigkeit sollte vorzugsweise wenigstens 200 g/m2/24 Stunden betragen (gemessen nach der Norm ASTM E96-66, Verfahren B).
Auch ist es erwünscht, dass mindestens die Oberseitenfläche des Blattmaterials, gegebenenfalls nach einer geeigneten Behandlung, dem Durchtritt von flüssigem Wasser einen genügenden Widerstand entgegensetzt; das fertige Blattmaterial sollte einem Wasserdruck von mindestens 100 mm Hg (Britische Norm 2823) widerstehen können. Während das Polyurethan selbst in der Regel wie beschrieben eine bleibende Dehnung von weniger als 100 % aufweist, erholt sich das bevorzugte mikroporöse Polyurethan-Blattmaterial im allgemeinen vollständig, ohne bleibende Dehnung (unter normalen, trockenen Bedingungen bei Zimmertemperatur), nachdem es um 100,c; gestreckt worden ist.
Alle erwähnten Messungen wurden, falls nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, bei Zimmertemperatur (etwa 230 C) durchgeführt.
Wie schon erwähnt, haben gewisse elastomere härtbare bzw. fixierbare Materialien die Fähigkeit, hohe bleibende Dehnungen anzunehmen. Solche Materialien können daher bei der beschriebenen Vorformung zu Schaftrohlingen genügende praktisch bleibende Dehnungen erhalten, so dass eine weitere Fixierbehandlung auf dem Leisten nicht nötig ist. Daher können beim Aufleisten Klebstoffe verwendet werden, welche durch Hitze oder Lösungsmittel reaktivierbar sind und welche daher bei gewissen geeigneten Aufleistungsverfahren ein Anheben des Zwickrandes des Schaftes bewirken könnten, wenn nicht komplizierte Massnahmen getroffen werden, um dies zu verhindern.
Auch könnten die vorgeprägten Schaftmaterialien ihre Vorprägung infolge Entspannung der Oberfläche durch eine Nachfixierung nach dem Aufleisten verlieren.
Die für eine Nachfixierung erforderliche zusätzliche Hitzebehandlung erhöht auch die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Materials.
Die beschriebenen Polyurethanmaterialien, insbesondere die bevorzugten Materialien ohne Faserverstärkung, weisen diese hohen bleibenden Dehnungen auf.
Sieben Tage nach dem Verformen kann die bleibende Verformung immer noch z. B. 80 % oder mehr betragen.
Die in Fig. 34 dargestellte Vakuumformmaschine besitzt einen Behälter 500, auf dessen Oberseite eine Vakuumkammer 502 angeordnet ist; die ein vertikal auf und ab bewegbares, luftdurchlässiges Tragglied 504 enthält. Das Tragglied 504 kann durch einen nicht dargestellten, im Behälter 500 untergebrachten Mechanismus auf und ab bewegt werden, z. B. durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb. Eine Vakuumpumpe 505 ist an den Behälter 500 angeschlossen, um aus demselben sowie aus der Vakuumkammer 502 Luft abzusaugen.
Eine rechteckige Klemmplatte 506 ist auf Schienen 508 horizontal hin und her bewegbar, und zwar aus einer Stellung zwischen Strahlungsheizkörpern 510 in eine auf die Vakuumkammer 502 ausgerichtete Stellung und umgekehrt. Die Strahlungsheizkörper 510 sind an einer Seite der Vakuumkammer 502 auf Beinen 512 abgestützt. Die Klemmplatte 506 ist dazu eingerichtet, ein Stück 514 aus Schuhschaftmaterial für das Erhitzen des Materials und während des Anpassens an Formen der beschriebenen Art zu tragen. Die Hin- und Herbewegung der Klemmplatte 506 wird von Hand ausgeführt; ein Handgriff 516 ist für diesen Zweck an der Klemmplatte befestigt.
Nicht dargestellte Verriegekmgs- mittel sind vorgesehen, um die Klemmplatte 506 luftdicht mit der Vakuumkammer 502 zu verbinden, wenn die Klemmplatte auf die Vakuumkammer ausgerichtet ist, so dass in der Vakuumkammer ein Vakuum bzw. ein Unterdruck erzeugt werden kann. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, enthält die Vakuumkammer zwei Formen 518, die ähnlich ausgebildet sind wie die in Fig. 17 bis 22 dargestellte. Selbstverständlich könnten statt dessen irgendwelche der beschriebenen Formen verwendet werden.
Im Betrieb wird die Vakuumpumpe 505 betätigt, um im Behälter 500 einen Unterdruck zu erzeugen. Die Verbindung zwischen dem Behälter und der Vakuumkammer 502 ist normalerweise durch eine geeignete Ventilanordnung gesperrt. Die Heizeinrichtung 510 wird eingeschaltet. Ein Stück Material wird in der Klemmplatte 506 befestigt, und die Klemmplatte wird unter den Heizkörper 510 geschoben, so dass das Materialstück 514 in Vorbereitung des Formungsvorganges erhitzt und erweicht wird. Darauf wird die Klemmplatte 506 in ihre Stellung über der Vakuumkammer 502 geschoben und in dieser Stellung durch die erwähnten Verriegelungsmittel festgelegt. Dann wird der Mechanismus zum Bewegen des Traggliedes 504 betätigt, um das Tragglied nach oben zu stossen und damit die Formen 518 in das Material 514 zu drücken.
Gleichzeitig wird das genannte Ventil geöffnet, um die Vakuumkammer 502 mit dem Behälter 500 in Verbindung zu setzen, so dass in der Vakuumkammer ein Unterdruck wirksam wird. Eine Schablone 520 (Fig. 35), die rechteckig ist und in die Klemmplatte 506 passt und die Öffnungen enthält, die so konturiert sind, dass sie um die Formen 518 mit dem darauf befindlichen Material herumpassen, wird wie in Fig. 35 gezeigt, über die Formen gelegt.
Diese Schablone trägt dazu bei, sicherzustellen, dass das Material 514 eng anliegend über die Formen nach unten gezogen wird. Die Schablone kann dann als Führung für ein Messer dienen, wenn die vorgeformten Schäfte aus dem Blatt 514 ausgeschnitten werden. Für die Durchführung des Schneidvorganges können die Formen zusammen mit der Schablone und dem Blattmaterial aus der Vakuumformmaschine herausgenommen und auf eine geeignete Unterlage gelegt werden.
Gewünschtenfalls kann, wie in Fig. 37 dargestellt ist (welche sechs statt zwei vorgeformte Schäfte zeigt), ein Schleifvorgang zum Abtrennen der vorgeformten Rohlinge von dem Flächenmaterial angewandt werden, wobei die Schablone, die Formen und das Material zusammen umgekehrt und dann unter einer Schleifvorrichtung 522 hindurchgeführt werden.
Die Verwendung der Schablone ist besonders vorteilhaft in Fällen, in denen eine Anzahl Schäfte gleichzeitig über Formen gebildet werden, welche in der Vakuumformmaschine in kleinen gegenseitigen Abständen angeordnet sind. Eine geeignete Anordnung der Formen, als eine von vielen Möglichkeiten, ist in Fig. 36 dargestellt, welche sechs Formen 518 zeigt. Die Schablone unterstützt in einem solchen Fall die Vakuumformung, indem sie das Material in den engen Zwi schenräumen zwischen benachbarten Formen nach unten drückt.
Die in Fig. 34 gezeigte Maschine erhitzt das Material von beiden Seiten her. In manchen Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, nur von einer Seite her zu erhitzen. Zudem können anstelle einer Strahlungsheizung auch andere Heizungen, z. B. eine Hochfrequenzheizung, angewandt werden.
Bei der Beschreibung der Fig. 34 wurde angenommen, dass das Material ein synthetisches Material ist, insbesondere ein poröses Polymer oder ein PVC. Das Verfahren kann aber auch auf das Formen von Lederschäften angewandt werden. In einem solchen Fall würde das Leder normalerweise mit einem Blatt aus undurchlässigem Material, vorzugsweise Gummi, abgedeckt, welches die Ausbildung des Vakuums unterstützt, da Leder in der Regel relativ porös ist. Bei gewissen Lederarten kann es wünschbar sein, anstelle der Vakuumformung eine Druckformung anzuwenden oder mit einer Kombination von Überdruck auf einer Seite des Leders und Unterdruck auf der anderen Seite zu arbeiten.
Auch ist es beim Formen von Lederschäften vorteilhaft, anstelle des Vorheizens des Materials eine Vorbehandlung des Leders durch Wärme und Feuchtigkeit anzuwenden und geheizte Formen zum Erhitzen des Materials zu verwenden, so dass das Erhitzen gleichzeitig mit dem Formen stattfindet.
Nachstehend werden die Ergebnisse von Versuchen erläutert, die unter Verwendung des beschriebenen bevorzugten porösen Polyurethanmaterials und mit Formen nach Fig. 5 bis 8 durchgeführt wurden.
Die Versuche wurden mit einem Flächenmaterial von 1,7 mm Dicke durchgeführt, das aus einer 1,2 mm dicken, mikroporösen Grundschicht und einer 0,5 mm dicken Oberflächenschicht zusammengesetzt war. Die Oberflächenschicht enthielt eine grössere Anzahl Poren als die Grundschicht, die jedoch feiner waren als in der Grundschicht. Die Oberflächenschicht wies eine glänzende, teilweise geschmolzene Oberfläche auf und war mit Russ pigmentiert.
Während des Vakuumformens wurden Temperaturmessungen mit wenig unter der Oberfläche des Materials eingebauten Kupfer-Konstantan-Thermoelementen sowie mit Schmelzkörpern, sogenannten Tempelstiks , bekannten Schmelzpunktes durchgeführt.
Ein Kontrollversuch zeigte, dass die Resultate der Tempelstik -Messungen und der Thermoelementmessungen übereinstimmten.
Es wurde gefunden, dass die Fleischseite bei 1600 C leicht geschwärzt wurde und dass die Narbenseite bei etwa 1700 C glänzend wurde. Das Material wurde auch dünner, vermutlich wegen Zusammenfallens der Poren, wenn die Narben -Oberfläche 1700 C erreichte.
Beim Erhitzen von nur einer Seite (der Narbenseite ) her wurde das Material nicht genügend erweicht, um durch das angelegte Vakuum über die Seiten der Form nach unten gezogen werden zu können, wenn die Erhitzungstemperatur (Narbenoberflächentemperatur) 1490 C betrug. Bei 1590 C Narbenseitentemperatur konnte dagegen eine befriedigende Formung erreicht werden.
Beispiel IX
Wenn von beiden Seiten her erhitzt wird, sind die Erhitzungsbedingungen weniger kritisch. Wenn das Material zusätzlich von unten her erhitzt wird, und zwar in geringerem Masse als von oben her, dann kann eine befriedigende Formung bei einer Narbenseitentemperatur von 1500 C erreicht werden. Die Fleischseitentemperatur wurde unter diesen Bedingungen nicht gemessen, sie liegt jedoch unter 1500 C und somit sicher unter der Gefahrentemperatur von 16(40 C.
Somit sollte zur Ermöglichung einer befriedigenden Formung ohne sichtbare Beschädigung des Materials die Narbenseitentemperatur zwischen 150 und 1600 C und die Fleischseitentemperatur nicht über 1550 C, vorzugsweise unter 1500 C liegen.
Das in dieser Weise vorgeformte Material hatte sieben Tage nach der Vakuumformung eine hervorragende bleibende Verformung, z. B. etwa 80 %, und benötigte bei der Herstellung eines Schuhes keine weitere Fixierbehandlung. Daher wurden gebräuchliche Schuhherstellungsmethoden angewandt, um mit dem vorgeformten Schaft einen Schuh zu bilden. Diese Methoden enthielten das Aufleisten, Befestigen des mittleren und hinteren Teiles mit Zwickstiften, Befestigen der Zehe mit einem druckempfindlichen Klebstoff und Spritzgiessen einer PVC-Aussensohle. Die Eigenschaften des Schaftmaterials wurden durch das Vakuumverformen nicht wesentlich beeinflusst, und der fertige Schuh besass ein ausgezeichnetes Aussehen und hervorragende Biegsamkeitsund Trageigenschaften.