Strümpfe oder
Socken werden nach allgemeinem Stand der Technik auf speziellen
Maschinen durch stricken oder verwirken von Garnen aus Baumwolle
und/oder Synthetikmaterial hergestellt. Dabei finden Garne aus Baumwolle
und/oder Kunstgarne als Material für Strickmaschinen Verwendung,
wobei eine Produktion durch stricken oder verwirken erfolgt. Bei
der Herstellung müssen
diese Produktionsverfahren in besonderer Weise die Ergonomie der
natürlichen
Gliedmaßen
des Fußes,
wie insbesondere der Zehen, Ferse, Fußballen und Knöchel berücksichtigen.
Damit ein angenehmer Tragekomfort erzielt wird, müssen die
verwendeten Garne aus Bauwolle auch elastische Anteile enthalten.
Nur
durch die Legierung von Naturgarn mit elastischem Garn wird ein
angenehmes tragen von Socken erst möglich. Ursache für diese
notwendige Legierung ist die natürliche
Gliedform des Fuß vom Schienbein
zum Knöchel
und vom Knöchel
zu den Zehen.
Die
Zehen, sowie der Fußgelenkbereich
benötigen
daher während
der Produktion besondere Aufmerksamkeit.
Die
nach dem Stand der Technik beschriebene Produktionsweise von Socken
wird analog auch für
die Herstellung von Füßlingen
angewandt. Wie bei herkömmlichen
Socken, wird der Füßling heute aus
Garn gestrickt bzw. gewirkt. Nachteilig ist insbesondere bei der
Fertigung von Füßlingen,
der hohe maschinelle und zeitliche Aufwand der Stückfertigung.
Socken
und Füßlinge haben
aufgrund der ähnlichen
Produktionsverfahren die gleichen Nachteile. Durch die Verwendung
von Garn durchläuft
jeder Socken/Füßling einen
Aufwendigen Strick-, Näharbeitschritt.
Daraus resultieren hohe technische Anforderungen an die Maschinen,
welche hohe Investitionen erfordern. Zusätzlich ist dieses Verfahren
sehr zeitintensiv und unter Berücksichtigung
der Problemzonen wie Fußgelenkbereich
und Zehen auch Verarbeitungsintensiv.
Füßlinge,
wie sie heute als Maschengewebe Strickware bekannt sind, eignen
sich aufgrund der hohen Fertigungskosten und hochwertigen Garne nur
für einen
mehrmaligen und längerfristigen
Gebrauch und sind deshalb für
einen Einweg-, bzw. Tagesgebrauch nicht geeignet.
Der
Zweck der vorliegenden Erfindung betrifft die technischen Merkmale
von nicht gewebtem textilem Flächengebilde
zur Produktion von Einwegfüßlingen.
Für einen
Einwegfüßlingen
kommt der Materialwahl eine entscheidende Bedeutung zu. Aufgrund der
Belastung durch das eigene Körpergewicht
ist das Material am Fuß und
im Schuh einer extremen Belastung ausgesetzt. Die durch die Anzahl
der Bewegungen in Form von gehen, rennen, springen, sitzen, usw.
erfolgt eine starke Materialermüdung/ – beanspruchung.
Fußschweiß als natürlich Eigenart
des Menschen ist ein weiterer stark beanspruchender Faktor für das Material.
Die durch den Fuß abgegebene
Feuchtigkeit welche aus der Bewegung resultiert, führt wie
bei einem Papiertaschentuch bei lang anhaltender Dauer (einige Stunden)
zur Zersetzung, Erschlaffung des Materials. Hinzu kommen weitere Einflussfaktoren,
in Farm von Fremdkörpern
wie Sand und Steinen. So führen
diese starken Überbeanspruchungen
zu einer Dehnung der bekannten Materialien und in der Regel zu Rissen,
welche durch Feuchtigkeit und Fremdkörper beschleunigt werden. Daraus
resultiert, dass das Material einer Vielzahl von Belastungen standhalten
muss, damit es den hohen Anforderungen in Form von Bequemlichkeit, Feuchtigkeitsaufnahme
und Reißfestigkeit
für einen ganzen
Tag, bzw. mehreren Tagen gerecht werden kann. Diese Aufgaben haben
die bis heute bekannten Materialien nicht erfüllen können. Hierdurch lässt sich
erklären,
warum eine Realisation und Markteinführung eines Einwegfüßlings bis
heute nicht erfolgreich abgeschlossen werden konnte. So beschreiben bekannte
Ansprüche
ausschließlich
Produktideen, wie die in Gebrauchsmuster
DE 299 01 284 U1 .
Materialstärkende Einflussfaktoren
im Zusammenhang mit Einwegfüßlingen
wurden bis heute noch nicht erforscht und sind nach dem Stand der Technik
nicht bekannt. Gegenstand unseres Schutzanspruchs sind u.a. diese
Materialstärkende
Faktoren, ein neues Verfahren zur Herstellung von Einwegfüßlingen
und Verfahren zur Erzielung von Flexibilität in unflexiblen Flächengebilden.
Die
aus unserer Forschung gewonnenen Erkenntnisse über spezielle Materialstärkende Produktionsfaktoren
im Zusammenhang mit textilem Flächengefüge sollen
Gegenstand dieser Patentschrift sein. Wie oben bereits erwähnt führen Fußbewegungen
zwangsläufig
zu einer starken Materialbeanspruchung, welche durch Fußfeuchtigkeit
zusätzlich
beschleunigt wird. So konnten wir feststellen, dass die Länge der
Faser eine grundlegende Restriktion für die Materialbeständigkeit
eines Flächengefüges ist. Je
kürzer
die Faser, um so geringer ist die Verwirkmöglichkeit mit weiteren Fasern
bereits während
der Produktion von textilen Flächengefügen. Es
lässt sich
hieraus subsumieren: „je
länger
die verwendete Faser, umso besser ist die Belastbarkeit des textilen Flächengefüge". Die zweite Restriktion
ergibt sich aus der Art der Produktion für textile Flächengebilde. Hier
konnte durch Test belegt werden, dass das sog. Wasserstrahlverfahren
die Belastbarkeit im Vergleich zum Arlaid-, oder Spunlaidverfahren
dominiert. Das Wasserstrahlverfahren ermöglicht eine bessere „Verwirkung" der Fasern, wodurch
sich die Beständigkeit des
textilen Flächengefüges stärken läst. Nachdem Faserlänge und
Art der Produktion von textilem Flächengefüge als grundlegende Restriktionen
identifiziert werden konnten, wurden weitere Materialstärkenden
Faktoren für
textile Flächengefüge erforscht. Dabei
haben wir unseren Fokus auf eine Faserlegierungen gelegt. Bei der
Faserindustrie für
Textilstoffe sind wir dabei fündig
geworden. So konnten wir eine neuartige Faserlegierung aus Cellulose-
und Viskosefasern als Materialstärkenden
Faktor identifizieren. Eine neue und von uns verwendete Faserlegierung aus
den o.g. Fasern ist auf der Welt einzigartig und wurde zwischenzeitlich
von einem Zulieferer erfolgreich patentiert. Die Legierung von verschiedenen Fasern
kann also die Belastbarkeit des Materials erhöhen. Als letzte Restriktion
haben wird das Materialgewicht als Materialstärkenden Faktor für Einwegfüßlinge identifizieren
können.
Das Materialgewicht beschreibt die Menge der verwendeten Fasern
in Gramm in Bezug auf einen Quadratmeter. Durch Tests haben wir
festgestellt, dass ein Flächengefüge unter
55 g/m2 den Anforderungen des Tageseinsatzes
im Fuß nicht
Stand halten konnten. Das Material war einfach zu „dünn", zudem ist die Schweißaufnahme
bei dünnem
Material geringer, wodurch das Material mehr Feuchtigkeit aufnehmen
muss und die Belastbarkeit progressiv reduziert wird. Wir haben
daraufhin ein Materialgewicht von mindestens 55 g/m2 für einen
Einwegfüßling identifizieren
können.
Es gilt: „je
höher das
Materialgewicht /m2 , desto höher die Belastbarkeit
des textilen Flächengefüges.
Die
neuen Erkenntnisse über
textile Flächengefüge sind
die Materialstärkenden
Faktoren:
Faserlänge,
Art der Produktion, Faserlegierung und Materiagewicht. Sie stellen
wesentlich neue Erkenntnisse im Zusammenhang mit Einwegfüßlingen
da und sollen Anspruch dieser Patentschrift sein. Ihre Kombination
läst ein
neues technisches Materialkonstrukt möglich werden und kann so den
Anforderungen eines Einwegfüßlings gerecht
werden.
Neben
den Erkenntnissen aus der Materialforschung, sollen auch die Anforderungen
der Bequemlichkeit eines Einwegfüßlings Gegenstand
dieser Patentschrift sein.
Wird
in der Produktion Beispielhaft ein nicht gewebtes textiles Flächengebilde
verwendet, ist das Material steif, gering dehnungsfähig bzw.
geringfügig flexibel.
Um eine flexible Anpassung an den Fuß zu erzeugen ist nach dem
Stand der Technik bei Gebrauchsmuster
DE 299 01 284 U1 von einem
Haltegummi (Gummiband) die Rede. Ein Gummiband muss oberhalb der Öffnung des
Sockens mit dem Material verbunden werden. Diese Art zur Erzielung von
Flexibilität
führt zu
hohem Arbeitsaufwand und ist technisch schwer zu realisieren. Daraus
resultieren hohen Kosten, welche im Zusammenhang mit einem Einwegprodukt
eine Realisierung erschwert und verhindert hat. Hier setzt eine
neue Idee zur Gewinnung von Flexibilität in einem Einwegfüßling an.
Dabei muss das Primärziel
gelten:
„Möglichst
effizient mit minimalem Arbeitsaufwand und kostengünstig, Flexibilität zu erzielen", da es sich um ein
Einwegprodukt handelt und sonst ein kostengünstiges Endprodukt nicht mehr
realisiert werden kann. Bei unflexiblen textilen Geflechten kann
nur durch den Einsatz von Gummi Flexibilität erreicht werden. Statt eines
Gummibands haben wir eine neue Kombination und ein neues Produktionsverfahren
entwickelt, welches den o.g. Anforderungen gerecht wird. Durch die
Verwendung von Gummigarn, welches in das textile Flächengefüge eingenäht wird, kann
Flexibilität
erzielt werden und ist zudem auch noch extrem Belastungsfähig. Ein
weiterer wesentlicher Vorteil des Gummigarns im Vergleich zum Haltegummi/Gummiband
besteht darin, dass ein Gummigarn mit einem Faden umsponnen wird.
So kann das Gummigarn durch die individuelle Umspinnstärke mit
einem Baumwollfaden in seinem Dehnungsgrad stark beeinflusst. Diese
individuelle Anpassung des Dehnungsgrad ermöglicht so, dass die Verarbeitung
eines Gummigarns eine optimale Haltfestigkeit des Einwegfüßlings an
den Fuß gewährleistet.
Neben
der Verwendung von Gummigarn, soll folgendes Verfahren Gegenstand
dieser Patentschrift sein. Durch die Kombination einer Nähmaschine
und eines Gummigarns lässt
sich die gewünschte
Flexibilität
an der Öffnung
des Einwegfüßlings erzielen
(siehe Zeichnung 1). Durch die Fadenspannung der Nähmaschine
in Verbindung mit Gummigarn und einem Flächengebilde kann so eine individuelle
Dehnung bzw. Flexibilität
des Materials sehr leicht erreicht werden. Diese neue An der Verarbeitung
macht es möglich,
effizient die gewünschte
Flexibilität/Dehnung
im Material zu erzeugen.
Um
bei der Verwendung von Gummi und einem Einwegfüßling dem Grundsatz der Umweltvernäglichkeit
gerecht zu werden, wurde bereits die Rohstoffwahl unserer verwendeten
Materialien berücksichtigt.
Da Gummigarn in Kleidungsstücken
verwendet wird, welche mehrere Jahre getragen und gewaschen werden,
muss Gummigarn eine mehrjährige
Belastung und eine Vielzahl von Waschvorgängen bestehen. Aus diesem Grund
wird der Gummikern des Gummigarns aus synthetischem Materialen hergestellt.
Diese Eigenschaften sind aber im Zusammenhang mit einem Einwegfüßling nicht
erforderlich. Auf eine langjährige
Belastungsfähigkeit
kommt es nicht an. Ein Einwegprodukt wie unser Einwegfüßling muss
daher eher den Anforderungen der Umweltverträglichkeit gerecht werden. Aufgrund
dessen wird unser Gummigarn ganz speziell aus Naturkautschuk, statt
einer chemischen Zusammensetzung hergestellt und kommt somit den
Anforderungen der Umweltverträglichkeit
näher.
Ein
vollständig
neuer Ansatz zur Produktion von Einwegfüßlingen soll zudem Gegenstand
dieses Patent seins. Wie oben bereits beschrieben erfolgte die Produktion
von Füßlingen
aus der Ableitung der Produktion von Socken. Diese bekannte und
Aufwendige Produktionsart soll durch die Produktion eines „ 3D-Einwegfüßlings" abgelöst werden.
Dabei soll die Produktion des Füßlings wie
folgt verlaufen. Es wird ein fußähnlicher
Köper aus
einem festen Material (z.B. Metall) und je nach Schuhgröße bzw.
Fußgröße nachgebildet.
Um diesen 3D-Fuß/Leisten
herum werden dann die jeweiligen Fasern miteinander verbunden/gelegt
und es entsteht ein Füßling, der nicht
mehr zusammengeklebt oder geschnitten werden muss. Das bedeutet,
das der Einwegfüßling nicht aus
einem fertigen nicht gewebten textilen Flächengebilde auf Rollen durch
Zuschnitte hergestellt wird, oder durch verstricken einzelner Garnfäden, sondern,
dass sich der Füßling durch
das Verbinden von Fasern direkt auf dem fußähnlichen Körper zu einem Gebilde was einem
Füßling gleicht
ergibt. Oberhalb, also auf dem Fußrücken bleibt der Füßling auf,
oder wir nachträglich
aus/zu -geschnitten und erhält
dann, indem in den Rand ein Gummigarn eingenäht wird seine Flexibilität.