DE102008040264A1

DE102008040264A1 - Schweißaufnehmende Schuheinlegesohle mit verbesserter Schweißaufnahme

Info

Publication number: DE102008040264A1
Application number: DE102008040264A
Authority: DE
Inventors: Juri Dr. Tschernjaew; Maya Dimitrova; Patrik Stenner; Michael Beyer; Harald Dr. Häger; Dirk Heinrich; Martina Gottheis
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-14
Also published as: CN102088880A; EP2323513B1; HK1154762A1; WO2010003789A1; KR101636094B1; KR20110043584A; CN102088880B; JP2011527206A; TWI574641B; JP5528442B2; EP2323513A1; US20110078920A1; CA2729877A1; TW201023779A

Abstract

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft die Verwendung partikulärer amorpher oder teilamorpher Kieselsäure als Absorbens in Einlegesohlen für Schuhe und/oder Stiefel. Sie betrifft weiterhin Schuheinlegesohlen, enthaltend ein Absorbens, das partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft schweißaufnehmende Schuheinlegesohlen mit verbesserter Schweißaufnahme. Sie betrifft dabei insbesondere die Verwendung partikulärer amorpher oder teilamorpher Kieselsäure als Absorbens zur Schweißaufnahme in Schuheinlegesohlen.
Es ist bekannt, dass der Mensch über die Füße etwa 100 l Schweiß pro Jahr absondert, d. h. etwa 137 ml pro Tag und pro Fuß. Wenn man bedenkt, dass ein Mensch im Arbeitsalltag oder aber auch in seiner Freizeit, beispielsweise beim Skifahren, bis zu 10 Stunden ununterbrochen dasselbe Schuhwerk trägt, wird in dieser Zeit pro Fuß etwa 60 ml Schweiß an das Schuhwerk abgegeben. Für den Menschen ist es aber nicht nur unkomfortabel, ein ständiges Gefühl feuchter Füße zu haben. Das feucht-warme Klima im Schuhwerk begünstigt darüber hinaus auch das Wachstum von Bakterien sowie die Freisetzung unangenehmer Gerüche.
Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Bemühungen gefehlt, Wege zu finden, den geschilderten Problemen des sog. „Schweißfusses” abzuhelfen. Fast alle Lösungsansätze bedienen sich dabei einer Einlegesohle, die den absorbierten Schweiß bevorzugt aufnehmen und speichern soll. Zu diesem Zweck werden oftmals Mehrschichtsysteme verwendet, wobei eine obere, in Kontakt mit dem Fuß stehende Schicht den Transport des Schweißes in das Innere der Sohle gewährleisten soll, eine Mittelschicht den Schweiß speichern soll, und eine untere, in Kontakt mit der Schuhsohle stehende Schicht den absorbierten Schweiß zurückhalten soll. Um die hohen Mengen abgesonderten Schweißes bewältigen zu können, wird das Material für die mittlere Schicht einer Schuheinlegesohle in der Regel nach ihrer Fähigkeit ausgewählt, wässrige Flüssigkeiten aufnehmen und speichern zu können. Aktivkohle als kostengünstiges Absorbens weist jedoch nur eine vergleichsweise geringe Speicherkapazität auf. Eine vergleichsweise hohe Spei cherkapazität weisen dagegen sogenannte „superabsorbierende” Polymere auf, die in der Lage sind, ein Vielfaches ihres Eigengewichtes bzw. -volumens an Flüssigkeit aufzunehmen und zu speichern. Superabsorbierende Salze werden beispielweise in der DE 691 08 004 T2 als bevorzugtes Absorbens in den Hohlräumen der Mittelschicht einer Schuheinlage verwendet, wobei eine Membran die Übertragung der Feuchtigkeit von einem Hohlraum zum anderen erlaubt. Nachteilig ist dabei jedoch das starke Aufquellen der Polymerpartikel, was auch dazu führen kann, dass weitere Flüssigkeitsaufnahme verhindert wird, sog. „gel blocking”.
Die DE 35 16 653 A1 beschreibt ein Schuhwerk, bei dem den Schuhinnenraum begrenzende Schuhformteile vorzugsweise mit einem Molekularsieb ausgerüstet sind. Zwar neigen Molekularsiebe nicht dazu, bei Feuchtigkeitsaufnahme aufzuquellen, durch die sehr uniforme Poren- bzw. Kanalstruktur geben Molekularsiebe die einmal aufgenommene Flüssigkeit jedoch nur unter erschwerten Bedingungen wieder ab.
Die Schuheinlegesohlen des Standes der Technik haben also den Nachteil, dass sie entweder über eine nur unzureichende Schweißaufnehmekapazität verfügen oder aber an dem direkten Ort der Schweißaufnahme zu starker Quellung neigen. In keinem Fall sind können sie jedoch bisher gewährleisten, dass der Schweiß vom direkten Ort der Schweißaufnahme abgeleitet und gleichmäßig über die Schuheinlegesohlenfläche verteilt werden kann. Weiterhin haben die Schuheinlegesohlen des Standes der Technik den Nachteil, dass beim Versuch die Einlegesohlen für weitere Anwendungen zu regenerieren, der absorbierte Schweiß nur unzureichend wieder desorbiert wird, d. h. es sind durchweg lange Trocknungszeiten und/oder hohe Trocknungstemperaturen erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Schuheinlegesohle bereitzustellen, die über eine ausreichende Schweißaufnahmekapazität verfügt, durch Schweißaufnahme jedoch nicht quillt und darüber hinaus gewährleistet, dass sich der absorbierte Schweiß effektiv über das gesamte Schuhsohlenvolu men verteilen und genauso effektiv bei der Regeneration wieder an die Umgebung abgegeben werden kann.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass eine Schuheinlegesohle, welche partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure enthält, die zuvor genannten Anforderungen erfüllt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung partikulärer amorpher oder teilamorpher Kieselsäure als Absorbens in Einlegesohlen für Schuhe und/oder Stiefel.
Partikulär bzw. Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet einen dreidimensionalen Körper mit definierter äußerer Form, welche – je nach Größe des Partikels – mittels mikroskopischer Verfahren (Lichtmikroskop, Elektronenmikroskope etc.) festgestellt werden kann. Die erfindungsgemäßen Partikel können porös sein, d. h. Poren und/oder innere Hohlräume aufweisen.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung können alle handelsüblichen partikulären amorphen oder teilamorphen Kieselsäuren verwendet werden. Erfindungsgemäß bevorzugt sind die im Handel erhältlichen Kieselsäuren der Fa. Evonik Degussa GmbH, die beispielsweise unter den Handelnamen Sipernat 2200, Sipernat 22, oder Sipernat 50 erhältlich sind.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die erfindungsgemäße Kieselsäure eine spezifische Oberfläche zwischen 5 und 500 m² pro g aufweist. Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Kieselsäure eine spezifische Oberfläche zwischen 50 zu 500 m², ganz besonders bevorzugt zwischen 150 und 500 m² und insbesondere bevorzugt zwischen 185 und 475 m² pro g auf.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dass die erfindungsgemäße Kieselsäure eine DBP-Absorption (gemäß DIN 53601) von mindestens 180 g pro 100 g aufweist. Die DBP-Aufnahme der Kieselsäure liegt vorzugsweise im Bereich von 180 bis 600 pro 100 g, besonders bevorzugt von 200 bis 600 pro 100 g, ganz besonders bevorzugt von 200 bis 500 pro 100 g und insbesondere bevorzugt von 250 bis 400 pro 100 g.
Insbesondere sind erfindungsgemäße Kieselsäuren geeignet, deren Produkt der DBP-Absorption (gemäß DIN 53607) und Stampfdichte gemäß ISO 787-11 mindestens 30.000 g/100 g·g/l, bevorzugt mindestens 40.000 g/100 g·g/l, besonders bevorzugt mindestens 50.000 g/100 g·g/l und am meisten bevorzugt mindestens 65.000 g/100 g·g/l beträgt.
Es hat sich darüber hinaus auch als vorteilhaft erwiesen, dass die mittlere Partikelgröße d₅₀ der erfindungsgemäßen Kieselsäure im Bereich von 5 μm bis 500 μm, bevorzugt von 20 μm bis 450 μm, besonders bevorzugt von 30 bis 400 μm, und ganz besonders bevorzugt von 45 bis 350 μm liegt. Sind die Partikel zu klein, kann es zu unerwünschter Staubbildung kommen. Zu große Partikel wiederum haben den Nachteil, dass diese oft mechanisch instabil sind und zu tiefe Poren besitzen, so dass die Absorptions- und Desorptionsgeschwindigkeiten zu langsam werden können bzw. Teile des absorbierten Schweißes nicht mehr desorbiert werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Schuheinlegesohle enthaltend ein Absorbens welches eine erfindungsgemäß zu verwendende partikuläre Kieselsäure enthält.
Die erfindungsgemäßen Schuheinlegesohlen können antibakterielle Wirkstoffe enthalten. Unter antibakteriellen Wirkstoffen werden in der vorliegenden Erfindung chemische Verbindungen bzw. Naturstoffe verstanden, die in der Lage sind, ein Wachstum von Mikroorganismen wie z. B. Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze zu verhindern. Als antimikrobielle Wirkstoffe können bekannte Konservierungsmittel eingesetzt werden wie z. B.: organische Säuren (Sorbinsäure, Propionsäure, Essigsäure, Milchsäure, Citronensäure, Apfelsäure, Benzoesäure) und deren Salze, PHB-Ester und deren Salze, Natriumsulfit und dessen Salze, Nisin, Natamycin, Ameisensäure, Hexamethylentetramin, Natriumtetraborat, Lysozym, Alkohole, halogenorganische Verbindungen, Parabene (Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Isobutyl-, Propylparaben), Isothialzolone (Benzisothiazolon, Methylisothiazolon, Octylisothialzolon), Phenole, Salicylate, Nitrile, Duftstoffe, Aromastoffe sowie andere pflanzliche oder synthetische Wirkstoffe mit antimikrobieller Wirksamkeit.
Die erfindungsgemäßen Schuheinlegesohlen können Duft-, Aroma oder Geruchsstoffe enthalten. Derartige Stoffe sind allgemein bekannt und kommerziell erhältlich. Wie hierin verwendet, umfassen Duftstoffe natürliche (d. h. beispielsweise durch Extraktion von Pflanzen, wie beispielsweise Blumen, Kräutern, Blättern, Wurzeln, Rinden, Hölzern, Blüten usw., oder tierischen Produkten gewonnene Stoffe), künstliche (d. h. eine Mischung der unterschiedlichen Naturölen oder Ölbestandteile) und synthetische (d. h. synthetisch hergestellte) wohlriechende Substanzen oder Mischungen dieser Substanzen. Solche Materialien werden häufig zusammen mit weiteren Verbindungen, wie Fixiermitteln, Extendern, Stabilisatoren und Lösungsmitteln, verwendet. Diese Hilfs- oder Zusatzstoffe werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung von der Bedeutung des Begriffes ”Duftstoff” eingeschlossen.
Gewöhnlich sind Duftstoffe daher komplexe Mischungen einer Vielzahl von organischen Verbindungen. Zu den natürlichen Verbindungen gehören nicht nur leichtflüchtige Stoffe; diese umfassen auch mittelflüchtige und mäßigflüchtige Stoffe. Eine beispielhafte Zusammenstellung von Duftstoffen umfasst unter anderem folgende Verbindungen:
Naturstoffe, wie Baummoos absolut, Basilikumöl, Zitrusfruchtöle (wie Bergamottenöl, Mandarinenöl, etc.), Mastix absolut, Myrtenöl, Palmarosaöl, Öle der Patschulipflanze, Petitgrainöl, insbesondere aus Paraguay, Wermutöl; Alkohole, wie Farnesol, Geraniol, Linalool, Nerol, Phenylethylalkohol, Rhodinol, Zimtalkohol; Aldehyde, wie Citral, Helional, α-Hexylzimtaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial (p-tert.-Butyl-α-methyldihydrozimtaldehyd), Methylnonylacetaldehyd; Ketone, wie Allylionon (1-(2,6,6-Trimethyl-2-cyclohexen-1-yl)-1,6-heptadien-3-on), α-Ionon, β-Ionon, Isomethyl-α-ionon, Methylionon; Ester, wie Allylphenoxyacetat, Benzylsalicylat, Cinnamylpropionat, Citronellyl-acetat, Citronellylethoxolat, Decylacetat, Dimethylbenzylcarbinylacetat, Dimethylbenzylcarbinylbutyrat, Ethylacetoacetat, Ethylacetylacetat, Hexenylisobutyrat, Linalylacetat, Methyldihydrojasmonat, Styrallylacetat, Vetiverylacetat, etc.; Lactone, wie γ-Undecalacton; verschiedene Bestandteile, die häufig zur Herstellung von Parfümen eingesetzt werden, wie Moschusketon, Indol, p-Menthan-8-thiol-3-on und Methyleugenol; und Acetale und Ketale wie Methyl- und Ethylacetale und -ketale, sowie die Acetale oder Ketale, die auf Benzaldehyd basieren, die Phenylethyl-Gruppen enthalten, oder Acetale und Ketale der Oxotetraline und Oxoindane.
Des Weiteren umfassen Duftstoffe, die erfindungsgemäß verwendbar sind, Geranylacetat, Dihydromyrcenylacetat (2,6-Dimethyl-oct-7-en-2-yl-acetat), Terpinylacetat, Tricyclodecenylacetat, Tricyclodecenylpropionat, 2-Phenylethyl-acetat, Benzylacetat, Benzylbenzoat, Styrallylacetat, Amylsalicylat, Phenoxyethyl-isobutyrat, Nerylacetat, Trichloromethylphenylcarbinylacetat, p-tert.-Butyl-cyclohexylacetat, Isononylacetat, Cedrylacetat, Benzylalcohol, Tetrahydrolinalool, Citronellol, Dimethylbenzylcarbinol, Dihydromyrcenol, Tetrahydromyrcenol, Terpineol, Eugenol, Vetiverol, 3-Isocamphylcyclohexanol, 2-Methyl-3-(p-tert.-butylphenyl)-propanol, 2-Methyl-3-(p-isopropylphenyl)-propanol, 3-(p-tert.-Butylphenyl)-propanol, α-n-Amylzimtaldehyd, 4-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-cyclohexen-carbaldehyd, 4-(4-Methyl-3-pentenyl)-3-cyclohexencarbaldehyd, 4-Acetoxy-3-pentyltetrahydropyran, 2-n-Heptylcyclopentanon, 3-Methyl-2-pentyl-cyclopentanon, n-Decanal, n-Dodecanal, Hydroxycitronellal, Phenylacetaldehyd-dimethylacetal, Phenylacetaldehyddiethylacetal, Geranonitril, Citronellonitril, Cedrylmethylether, Isolongifolanon, Aubepine Nitrile, Aubepine, Heliotropin, Coumarin, Vanillin, Diphenyloxid, Ionon, Methylionon, Isomethylionon, cis-3-Hexenol und cis-3-Hexenol-Ester, Moschus-Verbindungen, die unter anderem eine Indan-, Tetralin oder Isochroman- Struktur aufweisen können, macrocyclische Ketone, Macrolacton-Moschusverbindungen, Ethylenbrassylat, aromatische Nitromuschusverbindungen. Die genannten Duftstoffe können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.
Die Aromastoffe, die für den Gebrauch als Wirkstoff verwendbar sind, umfassen Wintergreen Oil, Oreganoöl, Lorbeerblattöl, Pfefferminzöl, Minzeöl, Nelkenöl, Salbeiöl, Sassafrasölen, Zitronenöl, Orangenöl, Anisöl, Benzaldehyd, Bittermandelöl, Kampfer, Zederblattöl, Majoranöl, Zitronengrasöl, Lavendelöl, Senföl, Kieferöl, Kiefernadelöl, Rosmarinöl, Thymianöl, Zimtblattöl sowie Mischungen dieser Substanzen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Anteil der antibakteriellen Wirkstoffe und/oder der Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe zwischen 0,01 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller Partikel beträgt. Das ideale Verhältnis hängt von der chemischen Natur und den physikalisch-chemischen Eigenschaften der antibakteriellen Wirkstoffe und der Duftstoffe, Aromastoffe und/oder Geruchsstoffe sowie der Kieselsäure ab und kann für jede Materialkombination durch einfache Versuchsreihen bestimmt werden. Eine höhere Beladung der Kieselsäure kann dazu führen, dass nicht mehr genügend Schweiß in die Poren aufgenommen werden kann. Besonders bevorzugt liegt der Anteil der antibakteriellen Wirkstoffe und/oder der Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe bezogen auf das Gesamtgewicht aller Partikel im Bereich zwischen 0,01 zu 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich zwischen 0,05 und 3 Gew.-% und insbesondere bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 und 3 Gew.-%.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass mindestens ein Teil der erfindungsgemäßen Kieselsäure als Träger für die antibakteriellen Wirkstoffe und/oder die Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe vorliegt. Der Anteil der Kieselsäurepartikel, die als Träger für die antibakteriellen Wirkstoffe und/oder die Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe vorliegen, beträgt bevorzugt zwischen 5 und 40 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller Partikel, besonders bevorzugt zwi schen 5 und 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zwischen 5 und 20 Gew.-%.
Die erfindungsgemäßen Schuheinlegesohlen können zusätzlich noch partikuläre superabsorbierende Polymere enthalten. Unter superabsorbierenden Polymeren werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Polymere (Superabsorbent Polymers, SAP) verstanden, die in der Lage sind, ein Vielfaches ihres Eigengewichts – bis zum 1000-fachen – an Flüssigkeiten (meist Wasser bzw. wässrige Lösungen) aufzusaugen. Das Produkt kommt als weißes, grobkörniges Pulver mit Partikelgrößen von 100–1.000 μm (= 0,1–1,0 mm) zum Einsatz.
Als superabsorbierende Polymere eignen sich insbesondere Polymere aus (co-)polymerisierten hydrophilen Monomeren, (Pfropfco-)Polymere von einem oder mehreren hydrophilen Monomeren auf eine geeignete Pfropfgrundlage, vernetzte Cellulose oder Stärkeether, vernetzte Carboxymethylcellulose, teilweise vernetztes Polyalkylenoxid oder in wässrigen Flüssigkeiten quellbare Naturprodukte wie beispielsweise Guaderivate, Alginate und Caragenane. Bevorzugt sind Polymere, die durch vernetzte Polymerisation oder Copolymerisation von säuregruppentragenden monoethylenisch ungesättigten Monomeren oder deren Derivate, insbesondere Salze, Ester oder Anhydride erhalten werden. Solche säuregruppentragenden Monomere sind beispielsweise monoethylenisch ungesättigte C₃-C₂₅-Carbonsäure, deren Salze oder Anhydride. Bevorzugt eingesetzte Monomere sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylsulfonsäure, Acrylamidopropansulfonsäure oder Mischungen dieser Säuren. Besonders bevorzugt sind Acrylsäure und Methacrylsäure. Zur Optimierung von Eigenschaften können zusätzliche monoethylenisch ungesättigte Verbindungen eingesetzt werden, die keine Säuregruppe tragen, aber mit den säuregruppetragenden Monomeren polymerisierbar sind. Hierzu gehören beispielsweise die Amide und Nitrile von monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren.
Als Vernetzer können Verbindungen fungieren, die mindestens zwei ethylenisch umgesättigte Doppelbindungen aufweisen. Beispiele für Verbindungen dieses Typs sind N,N-Methylenbisacrylamid, Polyethylenglycoldiacrylate und Polyethylenglycoldimethacrylate.
Darüber hinaus können die superabsorbierenden Polymere in Kombination mit Copolymeren aus C₂-C₈-Olefinen oder Styrolen mit Anhydriden eingesetzt werden, um die geruchsbindenden Eigenschaften zu verbessern.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Partikel der superabsorbierenden Polymere eine mittlere Partikelgröße d₅₀ im Bereich von 5 μm bis 300 μm, bevorzugt von 20 μm bis 150 μm, besonders bevorzugt von 50 bis 150 μm, und ganz besonders bevorzugt von 50 bis 100 μm aufweisen.
Der Anteil aller Partikel beträgt bevorzugt mindestens 20 Vol.-% bezogen auf das Gesamtvolumen der erfindungsgemäßen Schuheinlegesohle, besonders bevorzugt mindestens 30 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 35 Vol.-%.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Schuheinlegesohle wenigstens zwei Schichten, von denen die eine Schicht Wasser und Wasserdampf durchlässig und die andere Schicht Wasser und Wasserdampf undurchlässig ist, die Wasser und Wasserdampf undurchlässige Schicht auf ihrer der Wasser und Wasserdampf durchlässigen Schicht zugeneigten Seite Vertiefungen enthält, beide Schichten derart fest miteinander verbunden sind, dass die Wasser und Wasserdampf durchlässige Schicht die Vertiefungen auf der ihr zugeneigten Seite der Wasser und Wasserdampf undurchlässigen Schicht bedeckt, die Vertiefungen der Wasserdampf undurchlässigen Schicht innerhalb dieser Schicht durch offene Kanäle miteinander verbunden sind, und die Vertiefungen der Wasser und Wasserdampf undurchlässigen Schicht eine erfindungsgemäß zu verwendende partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure enthalten. Diese Ausführungsform ist deshalb vorteilhaft, weil durch die Sohlenstruktur der Schweißtransport innerhalb des Absorbens und der Schweißaustausch (Aufnahme sowie Abgabe) mit der Umgebung optimal unterstützt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Schuheinlegesohle in Sport-, Arbeits- oder Militärschuhen oder -stiefeln.
Abbildungen
1: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schuheinlegesohle
1 zeigt eine erfindungsgemäße Schuheinlegesohle im Querschnitt, die wenigstens zwei Schichten 1 und 2 umfasst, wobei Schicht 1 Wasser und Wasserdampf durchlässig und Schicht 2 Wasser und Wasserdampf undurchlässig ist. Schicht 2 enthält auf Oberfläche 3 Vertiefungen. Die Schichten 1 und 2 sind derart fest miteinander verbunden, dass Oberfläche 4 von Schicht 1 die Vertiefungen auf Oberfläche 3 von Schicht 2 bedeckt. Die Vertiefungen auf Oberfläche 3 von Schicht 2 sind innerhalb von Schicht 2 durch offene Kanäle miteinander verbunden. Die Vertiefungen auf Oberfläche 3 von Schicht 2 enthalten das erfindungsgemäß zu verwendende Absorbens 5.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Meßmethoden
Bestimmung der DBP Zahl:
Die DBP-Aufnahme (DBP-Zahl), die ein Maß für die Saugfähigkeit eines porösen Materials ist, wird in Anlehnung an die Norm DIN 53601 wie folgt bestimmt: 12.5 g des pulverförmigen oder kugelförmigen Materials mit 0–10% Feuchtegehalt (gegebenenfalls wird der Feuchtegehalt durch Trocknen bei 105°C im Trockenschrank eingestellt) werden in die Kneterkammer (Artikel Nummer 279061) des Grabender-Absorptometer ”E” gegeben (ohne Dämpfung des Ausgangsfilters des Drehmomentaufnehmers). Im Falle von Granulaten wird die Siebfraktion von 3.15 bis 1 mm (Edelstahlsiebe der Fa. Retsch) verwendet (durch sanftes Drücken der Granulate mit einem Kunststoffspatel durch das Sieb mit 3.15 mm Porenweite). Unter ständigem Mischen (Umlaufgeschwindigkeit der Kneterschaufeln 125 U/min) tropft man bei 25°C durch den „Dosimaten Grabender T 90/50” DBP mit einer Geschwindigkeit von 4 ml pro min in die Mischung. Das Einmischen erfolgt mit nur geringem Kraftbedarf und wird anhand der Digitalanzeige verfolgt. Gegen Ende der Bestimmung wird das Gemisch pastös, was mittels eines steilen Anstieges des Kraftbedarfs angezeigt wird. Bei einer Anzeige von 600 digits (Drehmoment von 0.6 Nm) wird durch einen elektrischen Kontakt sowohl der Kneter als auch die DBP-Dosierung abgeschaltet. Der Synchronmotor für die DBP-Zufuhr ist mit einem digitalen Zählwerk gekoppelt, so dass der Verbrauch an DBP in ml abgelesen werden kann. Die DBP-Aufnahme wird in der Einheit [g/100 g] ohne Nachkommastellen angegeben und anhand der folgenden Formel berechnet: DBP = (V·D·100)/E·g/100 g) + Kmit

DBP: = DBP-Aufnahme in g/100 g
V: = Verbrauch an DBP in ml
D: = Dichte von DBP in g/ml (1,047 g/ml bei 20°C)
E: = Einwaage an Kieselsäure in g
K: = Korrekturwert gemäß Feuchtekorrekturtabelle in g/100 g

Die DBP-Aufnahme ist für wasserfreie, getrocknete Materialien definiert. Bei Verwendung von feuchten Materialien, insbesondere Fällungskieselsäuren oder Silicagelen, ist der Korrekturwert K für die Berechnung der DBP-Aufnahme zu berücksichtigen. Dieser Wert kann anhand der folgenden Korrekturtabelle ermittelt werden. Z. B. würde ein Wassergehalt des Materials von 5.8% einen Zuschlag von 33 g/(100 g) für die DBP-Aufnahme bedeuten. Die Feuchte des Materials wird gemäß der nachfolgend beschriebenen Methode „Bestimmung der Feuchte bzw. des Trockenverlusts” ermittelt. Tabelle 1: Feuchtekorrekturtabelle für Dibutylphthalataufnahme -wasserfrei

% Feuchte	.0	.2	.4	.6	.8
0	0	2	4	5	7
1	9	10	12	13	15
2	16	18	19	20	22
3	23	24	26	27	28
4	28	29	29	30	31
5	31	32	32	33	33
6	34	34	35	35	36
7	36	37	38	38	39
8	39	40	40	41	41
9	42	43	43	44	44
10	45	45	46	46	47

Bestimmung der Feuchte bzw. des Trockenverlusts
Die Feuchte oder auch der Trockenverlust (TV) von Materialien wird in Anlehnung an ISO 787-2 nach 2 ständiger Trocknung bei 105°C bestimmt. Dieser Trocknungsverlust besteht überwiegend aus Wasserfeuchtigkeit.
Durchführung
In ein trockenes Wägeglas mit Schliffdeckel (Durchmesser 8 cm, Höhe 3 cm) werden 10 g des pulverförmigen, kugelförmigen oder granulären Materials auf 0.1 mg genau eingewogen (Einwaage E). Die Probe wird bei geöffnetem Deckel 2 h bei 105 ± 2°C in einem Trockenschrank getrocknet. Anschließend wird das Wageglas verschlossen und in einem Exsikkatorschrank mit Kieselgel als Trock nungsmittel auf 25°C abgekühlt. Das Wägeglas wird zur Bestimmung der Auswaage A auf der Präzisionswaage auf 0,1 mg genau ausgewogen. Man bestimmt die Feuchte (TV) in % gemäß TV = (1 – A/E)·100,wobei A = Auswaage in g und E = Einwaage in g bedeuten.
Mittlere Partikelgröße d₅₀
Die Bestimmung der mittleren Partikelgröße d₅₀ der Kieselsäure erfolgt nach dem Prinzip der Laserbeugung auf einem Laserdiffraktometer (Fa. Horiba, LA-920). Zur Bestimmung der Partikelgröße von Pulvern wird eine Dispersion mit einem Gewichtsanteil von ca. 1 Gew.-% SiO₂ durch Einrühren des Pulvers in Wasser hergestellt. Unmittelbar im Anschluss an die Dispergierung wird von einer Teilprobe der Dispersion mit dem Laserdiffraktometer (Horiba LA-920) die Partikelgrößenverteilung bestimmt. Für die Messung ist ein relativer Brechungsindex von 1,09 zu wählen. Alle Messungen erfolgen bei 25°C. Die Partikelgrößenverteilung sowie die relevanten Größen wie z. B. die mittlere Partikelgröße d₅₀, werden vom Gerät automatisch berechnet und grafisch dargestellt. Es sind die Hinweise in der Bedienungsanleitung zu beachten.
Stampfdichte
Die Stampfdichte oder auch Schüttdichte wird nach ISO 787-11 bestimmt.
SiO₂-Gehalt
Die Bestimmung des SiO₂-Gehaltes erfolgt nach ISO 3262-19.
Versuchsreihen
Für die Durchführung der Versuche wurde eine Sohle aus einer Wasser und Wasserdampf undurchlässigen PVC-Schicht (Schicht 2), d. h. ohne Wasser und Wasserdampf durchlässige Schicht (Schicht 1) in Schuhgröße 46 (ca. 30 cm Länge) verwendet. Es wurden zwei Versuchsreihen durchgeführt, wobei als Absorbens zum einen Kieselsäure Nr. 4 (Beispiel 1), zum anderen Kieselsäure Nr. 4 und Kieselsäure Nr. 5 im Verhältnis 95 zu 5 Gew.-% (Beispiel 2) eingesetzt wurden. Zum Vergleich wurde in Anlehnung an DE 3516653 A1 eine Schuheinlegesohle mit Molekularsieb befüllt (Beispiel 3). Es handelte sich dabei um ein Molekularsieb der Fa. Merck KGaA mit einem Porendurchmesser von 0,5 nm und einer mittleren Partikelgröße von ca. 2 mm (Natrium-Aluminium-Silicat, Bestellnummer 195705). Das Absorbens wurde immer in der gleichen Menge (15 g) in die Vertiefungen der PVC-Schicht gegeben. Um menschlichen Schweiß zu simulieren, wurde eine Kochsalz-Lösung bestehend aus 99 Gew.-% Wasser und 1 Gew.-% Kochsalz (NaCl) hergestellt. Von dieser Lösung wurden jeweils 60 ml auf das Absorbens gegeben. Die Zugabe der Lösung zum Absorbens erfolgte bei den Versuchen mit konstanter Geschwindigkeit (0,2 ml/min). Die Lösung wurde dabei an einem Punkt, und zwar im Zehenbereich, zugetropft und die Ausbreitung über die Zeit bestimmt. Die beladenen Schuhsohlen wurden zusätzlich visuell beurteilt.

Dabei wurde bewertet, wie gut die Lösung vom jeweiligen Absorbens aufgenommen wurde. Bewertet wurde mit einer Notenskala von 1 bis 6, wobei die Note 1 vollständige Aufnahme, und die Note 6 keinerlei Aufnahme bedeutet. In Tabelle 3 sind die Ergebnisse zusammengefasst. Tabelle 3: Ausbreitungskinetik und visuelle Beurteilung

	Beispiel Nr.
	1	2	3
Zeit/min	Ausbreitung/cm
0	0,0	0,0	0,0
	Beispiel Nr.
	1	2	3
Zeit/min	Ausbreitung/cm
10	2,0	2,0	2,5
20	2,8	3,0	3,2
30	3,8	3,7	4,0
60	6,6	5,2	6,2
90	8,6	7,0	8,2
120	10,2	9,5	11,2
150	12,3	11,5	13,7
180	16,0	14,2	18,0
210	21,0	18,0	21,6
240	23,0	22,0	25,0
270	25,5	26,0	25,6
300	25,5	26,0	25,6

visuelle Beurteilung	2	1	5

Die Ausbreitungsgeschwindigkeiten bei Verwendung von Molekularsieb (Beispiel 3) und amorphen partikulären Kieselsäuren (Beispiele 1 und 2) sind zunächst einmal vergleichbar. Während jedoch bei der Verwendung von amorphen partikulären Kieselsäuren die Flüssigkeit nahezu vollständig vom Absorbens aufgenommen wurde, lag hingegen bei der Verwendung von Molekularsieb die Flüssigkeit zum großen Teil als „freie” Flüssigkeit zwischen den Partikeln vor. Dieser Befund zeigt eindeutig, dass sowohl die Absorptionskapazitäten (bestimmt durch Porenvolumen) als auch die tatsächlichen Absorptionsgeschwindigkeiten (bestimmt durch Benetzungseigenschaften, Porengrößen) bei amorphen partikulären Kieselsäuren im Vergleich zu Molekularsieben wesentlich vorteilhafter sind.
Zusätzlich wurde geprüft, ob die auf die oben beschriebene Weise beladenen Sohlen über Nacht regeneriert bzw. getrocknet werden können. Dafür wurden die Sohlen über Nacht in einen Trockenschrank mit einer Temperatur von 50°C gelegt (dies entspricht in etwa den Bedingungen der Trocknung auf einem Heizkörper) und die Gewichtsabnahme gemessen.
Bei der mit Molekularsieb beladenen Sohle (Beispiel 3) wurde trotz „frei” vorliegender Lösung nach 12 h immer noch eine deutliche Restfeuchtigkeit von 17 Gew.-% festgestellt. Die Restfeuchtigkeit wurde gravimetrisch bestimmt.
Die mit amorphen partikulären Kieselsäuren als Absorbens beladenen Sohlen (Beispiele 1 und 2) waren unter gleichen Bedingungen (T = 50°C) bereits nach fünf Stunden komplett trocken.
Die Ergebnisse bestätigen die Vorteile bei der Verwendung amorpher partikulärer Kieselsäure als Absorbens in hygienischen Einlegesohlen sowohl in Bezug auf die Schweißaufnahme (Schweißabsorption, Umverteilung bei asymmetrischer Schweißentwicklung) als auch in Bezug auf die Trocknung (Regenerierbarkeit).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 69108004 T2 [0003]
- DE 3516653 A1 [0004, 0040]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 53601 [0012]
- DIN 53607 [0013]
- ISO 787-11 [0013]
- DIN 53601 [0033]
- ISO 787-2 [0035]
- ISO 787-11 [0038]
- ISO 3262-19 [0039]

Claims

Verwendung partikulärer Kieselsäure als Absorbens in Einlegesohlen für Schuhe und/oder Stiefel.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure eine spezifische Oberfläche zwischen 5 und 500 m² pro g aufweist.
Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure eine DBP-Absorption gemäß DIN 53601 von mindestens 180 g pro 100 g aufweist.
Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Partikelgröße (d₅₀) der partikulären amorphen oder teilamorphen Kieselsäure zwischen 5 und 500 μm liegt.
Schuheinlegesohle enthaltend ein Absorbens, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorbens partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält.
Schuheinlegesohle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorbens zusätzlich antibakterielle Wirkstoffe und/oder Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe enthält.
Schuheinlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der antibakteriellen Wirkstoffe und/oder der Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe zwischen 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller Partikel beträgt.
Schuheinlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der partikulären amorphen oder teilamorphen Kieselsäure als Träger für die antibakteriellen Wirkstoffe und/oder die Duftstoffe, Aromastoffe oder Geruchsstoffe vorliegt.
Schuheinlegesohle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Kieselsäurepartikel, die als Träger für die antibakteriellen Wirkstoffe und die Duftstoffe, Aromastoffe und/oder Geruchsstoffe vorliegen, zwischen 5 und 40 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller Partikel beträgt.
Schuheinlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorbens zusätzlich partikuläre superabsorbierende Polymere enthält.
Schuheinlegesohle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Partikelgröße (d₅₀) der partikulären superabsorbierenden Polymere zwischen 5 und 50 μm liegt.
Schuheinlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil aller Partikel mindestens 50 Vol.-% bezogen auf das Gesamtvolumen der Einlegesohle beträgt.
Schuheinlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuheinlegesohle wenigstens zwei Schichten (1) und (2) umfasst, wobei Schicht (1) Wasser und Wasserdampf durchlässig und Schicht (2) Wasser und Wasserdampf undurchlässig ist, Schicht (2) auf Oberfläche (3) Vertiefungen enthält, Schicht (1) und (2) derart fest miteinander verbunden sind, dass Oberfläche (4) von Schicht (1) die Vertiefungen auf Oberfläche (3) von Schicht (2) bedeckt, die Vertiefungen auf Oberfläche (3) von Schicht (2) innerhalb von Schicht (2) durch offene Kanäle miteinander verbunden sind, und die Vertiefungen auf Oberfläche (3) von Schicht (2) partikuläre amorphe oder teilamorphe Kieselsäure nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 enthalten.
Verwendung einer Schuheinlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 14 in Sport-, Arbeits- oder Militärschuhen oder -stiefeln.