CN1006692B - 三维加固件的制作方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维加固体的制作方法及装置，先用筛网印花把可熔塑料粉末涂覆在辅助载体上，然后用热的压头压实和烧结。在随后压头弹起时从辅助载体上拉出形成的型件，这种相互烧结的塑料件在与压头接触时又熔融，并在紧接着的压头重新下压时敷设在下面定位好的接受衬底上。其装置包括涂覆机组和压制设备。采用本发明的方法及装置可以出人意外的方式克服现有技术中的困难。

Description

本发明的对象是一种由可熔的塑料粉末或者含有可熔塑料粉末的粉末混合物组成的三维加固件，采用筛网印花法和使该加固件与衬底，特别是与鞋构件结合的制作方法以及实施这种方法的一种装置。

长久以来，在制鞋、服装以及皮包工业中热塑性增强材料的应用已为人们所熟知。在大多数情况下，它被制成织物状并且由它制成各类坯料，例如制鞋工业中用作加固鞋跟部位，必要时也用作加固鞋头部位。用于这种目的的坯料（在这里也称加固件和加固构件）用冲刀在整幅料上落料，至少不应使边缘变薄。坯料可热成形，在成形和冷却之后不仅应当保证良好的柔软性，而且应当保证良好的造形。

加固构件在皮靴统上的活动和固定与热塑性塑料的性能有关，不是通过热作用就是通过溶剂处理来实现的。当鞋头加固时，往往还在加固件一面或两面保持一热熔粘合结合区，之后在鞋帮的加固部分上用一加热压头熨烫平。

众所周知，织物状热塑性的加固材料可以用各种方法制作，例如用分散剂、溶剂或者熔融的热塑料涂覆或浸渍在诸如织物、针织物、生羊毛等纺织构成物上。根据美国专利说明书第3427733号，织物还可以通过热塑性塑料的挤压或者通过织物挤压粘合涂层制作。

此外，加固材料和加固构件也已由联邦德国专利第2621195    A1号中揭示，它是通过由塑料、填料以及必要时还加助剂的粉状混合物熔融在纺织载体上而得。也可以没有载体材料而用粉状混合物制得。

美国专利说明书第3973285号也业已公开了把熔融状的加固材料放到鞋的上部，其边缘被压紧并保持一定时间。采用这种方法就去消 “织物预制”、“熔融粘合剂涂层”、“落料”、“精整”以及“再熨”等工序。

虽然该方法实际上用于制作价廉物美的鞋子，然而由于190℃下加固材料的流动性，故而这种方法具有一些不足之处，例如在静止状态和形成纤维时、呈现熔体开裂现象以及粘接不好等等。

此外由于不同的、特别关键的工艺参数将技术员在选择塑料熔体时限定范围很窄。基于经济上的原因实际上大多数并不使用为此所选上的物料。

最后，联邦德国公开说明书第2159226号业已公开了一种方法，即首先在一台机器的第一工位把熔融的加固材料浇注在一可以形成所需贴皮的模型内。紧接着模型带到第二工位，此时模型不能冷却，再使有粘性的贴皮压粘在要加固的鞋的部位。这种方法也不能令人满意并且还有很大的缺点。

按照联邦德国专利第3347237    A1号，则用一种机器可以克服该技术标准的缺点，即用一种可熔的塑料粉末代替至今使用的熔融塑料制作预定外形的加固构件。如用联邦德国专利第2621195    A1号的方法在机器上分三个工序进行制作，即制成一定外形的粉末涂层。加热到熔融并在压力下冷却。按照该技术标准用筛网印花法使可熔粉末以所要求的加固件形状带到接受带（辅助载体）上，然后在机器的加热工位熔化，最后在加压工位将用作加固的坯料粘合在鞋尖或鞋跟，并在压力下冷却。此时加固坯料当然向下对着接受面。这里可看出一个缺点。

由于粉末涂覆后的观察困难、在加热工位中长时间的行程以及高的熔化温度和将辅助载体的加固件传送到要加固的鞋的部位时，定位困难，用这种机器制作加固件在许多情况下仍有问题的，且不能令人满意地解决。例如塑料粉末的高的熔化温度（191到260℃）要求加热 时间达大约25秒和25秒以上。

联邦德国专利第3444365    A1号曾叙述了在凸出的机器上工件对准加固衬底的方法。使熔融加固材料从辅助载体传送到要加固的鞋的部位的接受侧的结构费用是相当大的，在许多情况下经济上是不可取的。

因此本发明的对象是一种由可熔塑料粉末或者含有可熔塑料粉末的粉末混合物组成的三维加固件，采用筛网印花法使涂层涂覆在辅助载体上，紧接着把成形的加固件传送到要加固的衬底上，特别是鞋帮部分的一种新的制作方法以及实施这种方法的装置。采用这种新方法可以以出人意外的方式克服上述的困难。

故而，新方法的特征在于首先借助筛网花纹版将可熔塑料粉末或含有可熔塑料粉末的粉末混合物涂覆在辅助载体上，用一热的压头压实并熔结，所成形的型件在随后压头弹起时从辅助载体上拉出，相互熔结成的塑料件在与压头接触时继续熔融，并且在紧接着压头重新压下时传送到下面的接受衬底上。不仅要加固的衬底，特别是鞋帮部分，而且辅助载体都可以作为接受衬底。

二次传送的新方法是根据下列构思，即本方法如按下列步骤进行则可以成功：

a）热压头拉出时熔融熔结的加固件对压头表面的粘合力比熔结加固件对辅助载体的大，并且熔结粉末的内聚力也业已大于对辅助载体和对压头表面的粘合力;

b）加固件停留在压头时，对压头表面的粘合力大于对加固件的，而小于熔体中的内聚力;

c）当把熔融加固件传送到要加固的衬底或辅助载体上时，熔体对后者的粘合力大于对压头表面的粘合力，并且熔融加固件中的内聚力大于对压头表面的粘合力。

如果要加固的衬底（接受衬底）和加固件的粘合力大于熔融加固件对压头表面的粘合力，则进行二次传送法特别有利。这样一种结构形式，甚至可以不用在底板上固定接受衬底。

新方法的优点首先在于通过加固件的二次传送其方法和实施装置都是操作安全且相当简单的。采用二次传送法时，要加固的衬底（鞋部分）往往置于一稳定的底板上，以致传送的加固件总是由上向下压紧而不是由下向上压紧。因此，衬底的定位和加固件熔融在衬底上是不复杂的。

按照本发明在第二次传递工序中也是首先把熔融加固件覆盖在辅助载体（例如纸）上，这样冷却后加固件容易从载体上拉出。如此制成的加固件可以在以后相应的增强时，例如熨烫、用粘结剂或溶剂粘合时再分别放置在接受衬底上。

特别适用于第一次传送工序的辅助载体是织物或者硅树脂橡胶板。辅助载体在筛网花纹版下方也可以是凹的，亦即呈凹形，这样就形成了拱形的加固件。也有另外一些辅助载体例如楔形的冲压件也可使用。本方法并不限于用平的辅助载体。作为第二次传送中的辅助载体，不仅织物而且板材，诸如由PVC或PUR转移涂层纸（＊ichtungspapier）、铝、聚酯（例如Mylar ）或者聚对苯二甲酸乙酯（例如Hostaphan ）制成的板材都适合于由压头传送热加固材料。

压头的接触端首先涂覆一层聚四氟乙烯（Teflon ）涂层，然而本发明并不限于这种结构形式。

此外，本发明的对象是一种使三维加固件与一纺织物载体（织物、针织物或者生羊毛织物）固定结合的方法。这种方法的优点在于在第一次传送之前纺织品坯料已贴在粉状的熔结加固件上，必要时贴在熔结加固件的表面上。在以压头压实和传递时，具有疏松结构（空隙孔）的纺织品坯料同加固件结合。同时，纺织件并不影响随后的工序。

纺织品载体的作用使得加固件在装配于鞋子上时，不致由于受到出现的拉力而变薄，因为在装于鞋上时加固件通过热传送会重新塑化，因此，它起着“伸长制动器”的作用，另外增强了加固材料。

按照本发明的另一结构形式，熔融的加固件也可以在第二次传送工序中与纺织品载体固定结合，而且这样，织物在加固件以另外的工艺步骤（工作行程）传送到要加固的衬底或辅助载体上后，再压在加固件上并固定。这里纺织物也可以是鞋内的衬垫。

根据本发明的一个特别简单的结构形式，用冲刀制作需要粉末涂层的筛网花纹版，这种形式的冲刀在加固件制造厂或者制鞋厂都是现存的，而且这样，用合适的冲刀从筛网花纹版材料上冲压出所需要加固件形状，例如从玻璃纤维增强聚丙烯板上。这些板的横截面要适合于这种应用目的。它可以是不变的，楔形的等等。此外由于受压过程中的流动，筛网花纹版切口的尺寸要选择得比所需要的成品的尺寸小是适当的。如上指出的，在许多情况下如果切口尺寸选择得大约小1至2毫米就足够了。

此外在按照本发明进行二次传送法时有利的是：如果将在筛网花纹版压力中涂覆的粉末在压实和熔结之前先加热，以使粉末涂层的表面牢固一点，亦即易于熔结或者熔融。此外，在热的压头太快接近时值太快接近时会消除在粉末层中所观察到的湍流，为此缩短工作时间或者工作行程。

按照联邦德国专利第2621195    A1号所述，诸如由可熔塑料粉末和粉状填料组成的混合物可以用作松散的塑料粉末混合物，这种粉状填料具有一可与塑料粉末的粒度分布比较的粒度分布，它为50到600μm，特别是100到400μm。然而，根据本发明塑料粉末也可以不用填料或者不与其他塑料组分混合使用。上述所称的结构形式中的“其他”塑料组分是指熔化温度范围较高的聚合物，对此以不熔融的状态引用填料的作用。合适的混合物为诸如由高压和低压聚乙烯组成的混 合物和由乙烯一醋酸乙烯酯一共聚物和由聚乙烯组成的混合物。聚己酸内酯和离子交联聚合物在这里也称作合适的低熔融塑料。

当然木屑、软木屑、白垩、硅石、以及其他有机和无机物材料也可用作填料，而且其数量直至100%（体积），对塑料粉末的体积而言。

根据本发明的另一种结构形式，三维加固件也可以为多层。为此，相同或者不同的熔体层依次压紧。

二次传送法不仅可以固定地而且可以连续地进行。最后所述的一种结构形式可以在流水作业线上进行，例如流水线由一无限长的至少分两个工位的传送带（辅助载体）组成，这里，一个工位设有粉末涂层装置，另一工位设有压制装置。

按照本发明的一个实施例，连续式流水作业线还可诸如由两条无限长的传送带（辅助载体）组成，一只加热滚筒在两条带之间运动，滚筒接受来自辅助载体的粉末涂层，熔融之后传送到第二个辅助载体上。

以下，将结合附图对本发明的对象作更详细地说明。

图1为根据权利要求实施该方法的一种装置。

图1中所示的12为粉末涂覆装置，塑料粉末通过筛网花纹版2所形成的切口带到辅助载体（传送带）3上。无限长的传送带3由辊筒4驱动，在换向辊筒5处又回转到第一工位。筛网花纹版2是厚度为1.5毫米的玻璃纤维增强聚丙烯板，在板上用冲刀冲压出加固件所要求形状，它可置于传送带上。它与粉末涂覆装置12固定结合，在粉末涂层6之后可以从传送带上取下。

粉末涂覆装置12是诸如由高级合金钢板制成的印花刮刀盒，该盒的宽度至少要超过在用塑料粉末填充空隙下面的筛网花纹版切口的总的宽度，此外要使其两侧导入导轨中。该轨在图2中用10表示，并与传送带的运动方向相交，此时由导轨和运动方向所形成的角度为10到 170°，特别为85到95°。

印花刮刀盒以横向及与传送带运动方向相交的导轨上方引导。每一压力行程用塑料粉末填充盒在筛网花纹版切口上引导一次，此时气动缸用作驱动。传送带和筛网花纹版切口所形成的空隙用塑料粉末填满之后，把筛网花纹版拉出，粉末涂层被运送到第二工位。之后，通过减压使印花刮刀盒反向运动并再一次把粉末涂层置于传送带上。

在所示的结构形式中，导入导轨中的印花刮刀盒1和筛网花纹版2都可以从传送带的一侧拉出，并支承在位于辊筒4后面的回转点上。

如果粉末涂层6，处于第二工位则它就经热辐射源7预热（该热辐射源可以为任何热源）而且至少使型件在表面上相互粘上（熔结）。为此要避免强烈的空气流动。

在下一个“压力行程”时粉末涂层6移动到第三工位，在此用加热的压头8压实，在塑料粒子在其上熔融并熔结之后，则从传送带中拉出。当熔融过程进行到在压头8上，特别是处于上止点停留，由此达到所要求的粘度降低。此时要加固的鞋子件9处于压头8之下，并且在进一步压制过程时由压头接受加固件6。压头拉出之后，加固的鞋子部分不是重新冲压与内衬粘合，就是从传送带上取走后再加工。此外值得一提的是筛网花纹版中的切口通常选择比成品所要求的尺寸小一点，因为通过塑料粉末的压制和流动尺寸增大是不可避免的。

图2所示为粉末涂覆装置，图2中所示的1为印花刮刀盒，2为筛网花纹版，10为导轨，11为粉末涂覆装置的回转点。4为导辊，3为传送带。

当然，本发明的对象并不限于附图中所示的结构形式。本发明的方法还可以用其他设计的装置来实施。

Claims (34)

1、一种由可熔的塑料粉末或者含有可熔塑料粉末的粉末混合物组成的三维加固件的制作方法，先用筛网印花法将粉末涂覆在辅助载体上，把所形成的加固件随即敷设在要加固的衬底上，特别敷设在鞋帮上，其特征是借助筛网花纹版将涂覆在辅助载体上的可熔塑料粉末或者含有可熔塑料粉末的粉末混合物用一加热压头压实并熔结，所形成的型件在随后压头弹起时从辅助载体上拉出，相互熔结的塑料件在与压头接触时继续熔融，并且紧接着压头重新下压时把该塑料件敷设在下面定位好的接受衬底上。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于把鞋帮部分用作接受衬底。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于把辅助载体，例如分离纸用作接受衬底。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于全部或表面是由铝、聚酯或者聚对苯二甲酸乙酯组成的辅助载体用作接受衬底。

5、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征是全部或表面由硅树脂橡胶组成的辅助载体用于粉末涂层。

6、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于辅助载体设有用于涂覆粉末的凹进部分。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于辅助载体设有用于涂覆粉末的凹进部分。

8、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于所使用的压头具有一聚四氟乙烯表面涂层。

9、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所使用的压头具有一聚四氟乙烯表面涂层。

10、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所使用的压头具有一聚四氟乙烯表面涂层。

11、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于粉末涂层在第一次传送前设有一块有疏松组织（offene  Struktur）的纺织物坯料。

12、根据权利要求5所述的方法，其特征在于粉末涂层在第一次传送前设有一块有疏松组织（offene  Struktur）的纺织物坯料。

13、根据权利要求6所述的方法，其特征在于粉末涂层在第一次传送前设有一块有疏松组织（offene  Struktur）的纺织物坯料。

14、根据权利要求7所述的方法，其特征在于粉末涂层在第一次传送前设有一块有疏松组织（offene  Struktur）的纺织物坯料。

15、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于使用楔形横截面的筛网花纹版用于粉末涂层。

16、根据权利要求5所述的方法，其特征在于使用楔形横截面的筛网花纹版用于粉末涂层。

17、根据权利要求6所述的方法，其特征在于使用楔形横截面的筛网花纹版用于粉末涂层。

18、根据权利要求7所述的方法，其特征在于使用楔形横截面的筛网花纹版用于粉末涂层。

19、根据权利要求8所述的方法，其特征在于使用楔形横截面的筛网花纹版用于粉末涂层。

20、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于使用与粉末状填料混合的塑料粉末。

21、根据权利要求5所述的方法，其特征在于使用与粉末状填料混合的塑料粉末。

22、根据权利要求6所述的方法，其特征在于使用与粉末状填料混合的塑料粉末。

23、根据权利要求7所述的方法，其特征在于使用与粉末状填料混合的塑料粉末。

24、根据权利要求8所述的方法，其特征在于使用与粉末状填料混合的塑料粉末。

25、根据权利要求9所述的方法，其特征在于使用与粉末状填料混合的塑料粉末。

26、根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

27、根据权利要求5所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

28、根据权利要求6所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

29、根据权利要求7所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

30、根据权利要求8所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

31、根据权利要求9所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

32、根据权利要求10所述的方法，其特征在于使用与塑料粉末粒度分布可比较的粒度分布，且为50到600μm的粉状填料。

33、一种实施根据权利要求1到32中任何一项所述方法的装置，其特征在于该装置由一用于把粉末以筛网印花法涂覆到辅助载体上的涂覆机组和一用于二次传送加固件的带加热压头的压制设备组成。

34、根据权利要求33所述的装置，其特征在于在涂覆机组和压制设备之间配置一热源。

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