DE102015202014A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Sportartikels und damit hergestellter Sportartikel - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Sportartikels und damit hergestellter Sportartikel Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sportartikels, insbesondere eines Schuhs, einen mit einem solchen Verfahren hergestellten Sportartikel, beispielsweise eine Schuh, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Sportartikels, insbesondere eines Schuhs, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer ersten Komponente mit einer ersten Verbindungsfläche und einer zweiten Komponente mit einer zweiten Verbindungsfläche, ein Aktivieren zumindest eines Teils der ersten Verbindungsfläche durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie und ein Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente durch Zusammenführen der ersten Verbindungsfläche und der zweiten Verbindungsfläche.

Description

  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sportartikels, insbesondere eines Schuhs, einen mit einem solchen Verfahren hergestellten Sportartikel, beispielsweise einen Schuh, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
  • 2. Stand der Technik
  • Bei der Herstellung von Sportartikeln, beispielsweise Schuhen oder Sportbekleidung, ist es oft notwendig, einzelne Komponenten des Sportartikels dauerhaft miteinander zu verbinden. Solche Komponenten eines Sportartikels weisen in vielen Fällen Kunststoffmaterialien auf. Dies muss bei der Wahl eines geeigneten Verfahrens zum Verbinden der Komponenten berücksichtigt werden.
  • Eine Möglichkeit ist das mechanische Verbinden der Komponenten, zum Beispiel durch das Verschrauben oder Vernieten der Komponenten. Dies kann jedoch nachteilig sein, zum Beispiel im Bezug auf die Optik des Sportartikels, dessen Gewicht oder die Haltbarkeit und Belastbarkeit der Verbindung.
  • Eine weitere Möglichkeit stellt das Verkleben der Komponenten dar. Ein Nachteil dieser Möglichkeit kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Verkleben eine aufwändige Vorbehandlung der Komponenten voraussetzen kann. Insbesondere bei Komponenten aus einem Kunststoffmaterial kann es beispielsweise notwendig sein, zunächst die Oberflächen der Komponenten anzurauen und zu grundieren sowie das zum Verbinden der Komponenten benutzte Klebemittel zunächst in einem Ofen vorzutrocknen. Auch sind die zum Verkleben von Kunststoffkomponenten benutzten Klebemittel oftmals gesundheits- oder umweltschädlich.
  • Gerade zum Verbinden von Kunststoffkomponenten wurden auch verschiedene Möglichkeiten des Verschweißens, z. B. mit Wärmeenergie, benutzt.
  • Die US 2007/0033750 A1 beschreibt ein System zur individuellen Anpassung von Sportschuhen an einen Träger. Schuhe mit einer gegebenen Breite für jede Schuhlänge haben hierzu ein Oberteil, welches in zumindest einem Teilbereich aus einem unter Wärme verformbaren Material zur Anpassung der Schuhbreite besteht. Das unter Wärme verformbare Material wird Infrarotstrahlung ausgesetzt damit es plastisch wird und die Breite des Schuhs angepasst werden kann.
  • Die US 2014/0000043 A1 und die US 2014/0000044 A1 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Schuhwerk, bei dem elektromagnetische Induktion dazu verwendet wird, einen Leisten, auf dem zwei oder mehr Schuhkomponenten angeordnet sind, aufzuheizen und so ein Verbinden der Komponenten herbeizuführen.
  • Die WO 2012/099784 A2 beschreibt schließlich ein Verfahren zum Transmissions-Infrarot-Laserschweißen (TTIr) von Kunststoffkomponenten. Die beim Verschweißen in Kontakt stehenden Oberflächenbereiche zweier Kunststoffkomponenten werden vor dem Verschweißen oberflächenbehandelt, um die Menge an absorbierter Laserenergie im Verbindungsbereich zu erhöhen und somit das Verschweißen der in Kontakt stehenden Kunststoffkomponenten zu unterstützen. Ein hauptsächlicher Nachteil dieses Verfahrens ist es, dass eines der Materialien für das Laserlicht transparent oder semi-transparent sein muss.
  • Diesen Verfahren gemein ist der Nachteil, dass die Komponenten, welche verbunden werden, bereits in Kontakt sind wenn sie aufgeheizt werden, sodass beide Komponenten aufgeheizt werden. Dies kann in einem teuren, zeitaufwändigen und ineffizienten Verfahren resultieren. Auch kann dies möglicherweise zu einer Beschädigung einer oder beider Komponenten aufgrund der möglicherweise unterschiedlichen Schmelzpunkte der involvierten Materialien führen (beispielsweise kann sich ein Material bereits zersetzt haben bevor das andere ausreichend aufgeheizt ist). Auch kann in den Verfahren, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, Wärmeenergie in Bereiche der Komponenten abgeführt werden, welche nicht an der Erzeugung der Verbindung zwischen den Komponenten beteiligt sind, und auch dieses ungewollte Abführen von Wärmeenergie kann den Komponenten Schaden zufügen.
  • Es ist daher eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Sportartikeln, beispielsweise Schuhen oder Sportbekleidung, bereitzustellen, welche den möglicherweise unterschiedlichen Materialeigenschaften der unterschiedlichen Komponenten Rechnung tragen und welche schnell und effizient sind und dazu beitragen, Energie zu sparen. Es sollte ferner möglich sein, weitestgehend auf die Benutzung von Klebemittel zu verzichten.
  • 3. Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird zumindest teilweise durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sportartikels, insbesondere eines Schuhs, gemäß Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Bereitstellen einer ersten Komponente mit einer ersten Verbindungsfläche und einer zweiten Komponente mit einer zweiten Verbindungsfläche auf, ein Aktivieren zumindest eines Teils der ersten Verbindungsfläche durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie und ein Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente durch Zusammenführen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche.
  • Der Fachmann versteht, dass die Rollen der ersten Komponente und der zweiten Komponente auch vertauscht werden können, d. h. zumindest ein Teil der zweiten Verbindungsfläche wird durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie aktiviert. Solch ein Vertauschen der Rollen der ersten und zweiten Komponente ist auch für alle weiteren Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung die im Folgenden beschrieben werden möglich, außer dies wird explizit ausgeschlossen.
  • Die erste Komponente und die zweite Komponente können getrennt voneinander bereitgestellt werden, d. h. sie können bereitgestellt werden ohne sich zu berühren. Die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche können während des Aktivierens beabstandet sein.
  • Somit kann die Wärmeenergie, welche der ersten Verbindungsfläche (oder einem Teil davon) kontaktlos zugeführt wird, genau an die Materialeigenschaften der ersten Verbindungsfläche angepasst werden und direkt auf die erste Verbindungsfläche aufgebracht werden. Somit kann die Menge an Wärmeenergie, welche der ersten Verbindungsfläche zugeführt wird, individuell gesteuert werden, sodass zu viel oder zu wenig Aufheizen der ersten Verbindungsfläche vermieden werden kann. Ungewollte Abführung von Wärmeenergie in andere Teile der ersten oder zweiten Komponente kann ebenso vermieden werden oder zumindest begrenzt werden.
  • Auch kann das Aktivieren in einem Zustand, in welchem beide Verbindungsflächen beabstandet sind, und das nachfolgende Zusammenführen der Verbindungsflächen es erlauben, beide Komponenten so zusammenzuführen und zu verbinden dass die Verbindungsflächen im Inneren des fertigen Sportartikels angeordnet sind.
  • Kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie bedeutet jegliche Art von Zuführen von Wärmeenergie, die ohne direktes Berühren der Komponente mit der Wärmequelle durchgeführt wird. Jegliches Verfahren und/oder jegliche Wärmequelle, die aus dem Stand der Technik bekannt ist und dies zu leisten vermag, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden. Beispiele sind die Benutzung von Strahlung (weitere Details hierzu folgen weiter unten) oder Wärmekonvektion in einem Gas.
  • Die Wärmequelle, die zum kontaktlosen Zuführen von Wärmeenergie benutzt wird, kann so gesteuert werden, dass sie Wärmeenergie in einer gleichmäßigen Art über die erste Verbindungsfläche oder einen Teil oder Teile der ersten Verbindungsfläche bereitstellt. Die Wärmequelle kann mehrere individuelle Wärmeelemente aufweisen, die individuell gesteuert werden können. Diese Wärmeelemente können verschiedenen Bereichen oder Teilen der ersten Verbindungsfläche verschiedene Mengen an Wärme zuführen. Auch können mehrere Wärmequellen (die möglicherweise jeweils mehrere individuelle Wärmeelemente haben) benutzt werden, um das Maß an Kontrolle über die den verschiedenen Bereichen oder Teilen zugeführte Menge an Wärme noch weiter zu erhöhen. Generell gesprochen kann jegliche Wärmequelle, die in dem Stand der Technik bekannt ist, benutzt werden.
  • Der zweiten Verbindungsfläche mag keine Wärmeenergie zugeführt werden. Oder aber auch der zweiten Verbindungsfläche kann Wärmeenergie zugeführt werden, beispielsweise zum Aktivieren mindestens eines Teils der zweiten Verbindungsfläche. Beispielsweise kann der zweiten Verbindungsfläche Wärmeenergie kontaktlos zugeführt werden (wie unten im Detail weiter beschrieben). Es ist jedoch auch möglich, dass der zweiten Verbindungsfläche Wärmeenergie durch direkten Kontakt mit einer Wärmequelle zugeführt wird, beispielsweise durch direkten Kontakt mit einer Infrarot(IR)-Wärmequelle.
  • Es wird ferner darauf verwiesen, dass die Merkmale und Ausführungsformen, welche im Folgenden beschrieben werden, unabhängige Aspekte der Erfindung darstellen. Während diese Merkmale im Folgenden im Bezug zu einer Ausführungsform beschrieben werden, in welcher die Wärmeenergie der ersten Verbindungsfläche kontaktlos zugeführt wird, können diese auch mit Ausführungsformen kombiniert oder in solchen Ausführungsformen benutzt werden, in denen die erste Verbindungsfläche durch Zuführen von Wärmeenergie über direkten Kontakt aktiviert wird. Beispielsweise können die im Folgenden diskutierten Merkmale in Kombination mit einer Ausführungsform benutzt werden, in der zumindest ein Teil der ersten Verbindungsfläche durch Zuführen von Wärmeenergie über direkten Kontakt aktiviert wird, beispielsweise mit einer IR-Wärmequelle.
  • Das Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente kann ferner ein Ausbilden einer Bindung zwischen zumindest einem Teil der ersten Verbindungsfläche und zumindest einem Teil der zweiten Verbindungsfläche umfassen. Die Bindung kann eine chemische Bindung und/oder eine mechanische Bindung umfassen.
  • Welche Art von Bindung sich ausbildet und wie stabil diese Bindung ist kann beispielsweise von der zugeführten Menge an Wärmeenergie abhängen, der Temperatur auf welche die erste Verbindungsfläche aufgeheizt wird, dem Maß an Aktivierung, den involvierten Materialien, der Art der Nachbehandlung oder des Aushärtens, usw.
  • Das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche kann weiter ein Zuführen von Wärmeenergie zu der ersten Verbindungsfläche dergestalt umfassen, dass eine Aktivierungstemperatur zumindest eines Materials der ersten Verbindungsfläche erreicht wird.
  • Die erste Verbindungsfläche kann beispielsweise ein Material aufweisen, welches klebend wird wenn es einer gewissen Menge an Wärmeenergie ausgesetzt wird, oder ein Material, das eine chemische Reaktion mit einem Material der zweiten Verbindungsfläche eingeht, wenn es über eine gewisse Aktivierungstemperatur hinaus aufgeheizt wird. Solche Materialien können den Vorteil haben, dass sie einfach Hand zu haben sind wenn sie nicht aktiviert sind und nur selektiv nach Ihrer Aktivierung klebend/reaktiv werden.
  • Das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche kann weiter ein Zuführen von Wärmeenergie zu der ersten Verbindungsfläche dergestalt umfassen, dass sich eine viskose Schicht zumindest eines Materials der ersten Verbindungsfläche ausbildet.
  • Durch das Ausbilden einer viskosen Schicht kann die Adhäsion der ersten Verbindungsfläche erhöht werden, sodass sich eine Verbindung oder Bindung zu der zweiten Verbindungsfläche nach Zusammenführen der beiden ausbilden kann. Die Dicke der viskosen Schicht, welche sich durch die Aktivierung ausbildet, sollte ausreichend sein, um die Erzeugung der erwünschten Verbindung mit der zweiten Verbindungsfläche zu erlauben aber gleichzeitig die erste Verbindungsfläche oder die erste Komponente nicht zu zersetzen. Was eine geeignete Dicke ist um diese Ziele zu erreichen kann in großen Maße von dem Material oder den Materialien und der Geometrie der ersten Verbindungsfläche und der ersten Komponente abhängen.
  • Für den Fall, dass beiden Verbindungsflächen Wärmeenergie zugeführt wird, ist es möglich, dass nur der ersten Verbindungsfläche (oder der zweiten Verbindungsfläche, wenn die Rollen vertauscht sind) genug Wärmeenergie zugeführt wird, dass sich eine viskose Schicht ausbildet, wohingegen die zweite Verbindungsfläche nur auf eine Temperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur ihres Materials oder unterhalb der Temperatur, bei welcher sich auf der zweiten Verbindungsfläche eine viskose Schicht ausbildet, aufgeheizt wird. In anderen Worten, die zweite Komponente und zweite Verbindungsfläche können nur vorgeheizt werden. Oder es wird der zweiten Verbindungsfläche genug Wärmeenergie zugeführt, dass sich auch dort eine viskose Schicht ausbildet, was die Wahrscheinlichkeit erhöhen kann, dass sich eine chemische Bindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche ausbildet.
  • Das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche kann ferner ein Zuführen von Wärmeenergie zu der ersten Verbindungsfläche dergestalt umfassen, dass die erste Verbindungsfläche zumindest teilweise geschmolzen wird.
  • Die erste und zweite Verbindungsfläche können dann zusammengeführt werden, während die erste Verbindungsfläche noch (teilweise) geschmolzen ist, und nach dem Aushärten kann eine Verbindung zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche und daher der ersten und zweiten Komponente hergestellt werden.
  • Die Temperatur, auf welche die erste Verbindungsfläche aufgeheizt wird und welche wiederum einen Einfluss auf die Art der Aktivierung die erreicht wird haben wird, wird von verschiedenen Variablen abhängen, beispielsweise der von der Wärmequelle emittierten Leistungen, der Aufheizzeit, dem Abstand zwischen der Wärmequelle und der ersten Verbindungsfläche und dem Material welches aufgeheizt wird.
  • Die Temperatur auf welche die erste Verbindungsfläche aufgeheizt wird kann beispielsweise als die Temperatur gewählt werden, bei welcher sich die viskose Schicht ausbildet (siehe oben). In diesem Fall kann die Temperatur auf welche die erste Verbindungsfläche aufgeheizt wird so gewählt werden, dass sie unterhalb der Zersetzungstemperatur (gemessen mit TGA) liegt, dass sie unterhalb der Schmelzspitze (gemessen mit DSC) liegt, und dass sie unterhalb des Schmelzbeginns liegt. Oder sie kann so gewählt werden, dass sie mit dem Schmelzbeginn zusammenfällt. Die Begriffe Schmelzspitze und Schmelzbeginn sind in 6 illustriert, in der der Wärmefluss in ein Material über der Temperatur des Materials in einem Temperaturbereich aufgetragen ist, der die Schmelztemperatur des Materials beinhaltet. Tonset definiert den Schmelzbeginn, Tpeak die Schmelzspitze und Toffset das Schmelzende.
  • Eine passende Aufheizzeit wird im Allgemeinen auch von einer Anzahl von Variablen abhängen, die des Weiteren miteinander korreliert sein können. Beispielsweise können die von der Wärmequelle emittierte Leistung, der Abstand der Wärmequelle und die beabsichtigte Temperatur, auf welche die erste Verbindungsfläche aufgeheizt wird, alle die geeignete Aufheizzeit beeinflussen und sie können zueinander korreliert sein (beispielsweise wird ein Heranbewegen der Wärmequelle und/oder ein Erhöhen ihrer Ausgangsleistung die erreichte Temperatur bei Beibehaltung derselben Aufheizzeit erhöhen). Das geeignete Aufheizen kann auch von Faktoren abhängen wie dem Material und der Geometrie der ersten Komponente und ersten Verbindungsfläche. Die Aufheizzeit kann auch zur Verfahrensoptimierung angepasst werden.
  • Aufgrund der komplizierten Beziehungen dieser Vielzahl von Variablen werden im Folgenden nur einige exemplarische Werte aufgeführt. Der Fachmann wird diese Werte an die gegebenen Bedingungen in geeigneter Weise anpassen.
  • Die Aufheizzeit kann beispielsweise im Bereich von 1 min liegen, beispielsweise zwischen 55 s und 65 s. Die Aufheizzeit kann auch kürzer sein, z. B. 5 s oder 10 s oder 20 s. Die Aufheizzeit kann auch dazwischen liegen, beispielsweise im Bereich einer halben Minute.
  • Das Verbinden der ersten Komponente und der zweiten Komponente kann insbesondere ein Zusammenführen der ersten und zweiten Verbindungsfläche ohne ein zusätzliches Klebemittel umfassen.
  • Wie bereits erwähnt können solche Klebemittel für den Menschen schädlich und auch umweltschädlich sein, sowie umständlich Hand zu haben, hochgradig brennbar und sie können allgemein den Herstellungsprozess verkomplizieren.
  • Die erste Komponente kann ein thermoplastisches Material aufweisen. Die erste Verbindungsfläche kann ein thermoplastisches Material aufweisen.
  • Thermoplastische Materialien eignen sich gut dazu, durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie aktiviert zu werden. Nach dem sich die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche ausgebildet hat, können thermoplastische Materialien in einem großen Maße diejenigen Eigenschaften wieder annehmen, die sie vor der Aktivierung hatten. In anderen Worten kann das Aktivieren thermoplastischer Materialien durch Zuführen von Wärmeenergie möglich sein, ohne nachteilige Effekte für die Materialien zu haben.
  • Die erste Komponente und/oder die erste Verbindungsfläche kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), ein Polyamid (PA) wie beispielsweise PA4.10, PA6, PA6.6, PA6.10, PA10.10, PA11 oder PA12, ein Polyetherblockamid (PEBA), ein Copolyester, ein Polyolefin wie beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), einen polyolefinischen Elastomer (POE) wie beispielsweise Polyisobuten (PIB), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), ein Block-Copolymer wie beispielsweise ein olefinisches Block-Copolymer (OBC).
  • Die erste Komponente und/oder die erste Verbindungsfläche kann ein geschäumtes oder expandiertes Material wie beispielsweise expandiertes thermoplastisches Polyurethan (eTPU), ein expandiertes Polyamid (ePA) und/oder ein expandiertes Polyetherblockamid (ePEBA) aufweisen.
  • Die erste Komponenten und/oder die erste Verbindungsfläche kann Partikel eines expandierten Materials aufweisen, beispielsweise Partikel aus eTPU und/oder ePA und/oder ePEBA. Die Partikel können zufällig angeordnet sein oder sie können zumindest teilweise ausgerichtet oder anderweitig gewollt angeordnet sein. Die Partikel können an ihren Oberflächen verbunden sein.
  • Die Vorteile der Benutzung eines geschäumten oder expandierten Materials in der ersten Verbindungsfläche können die erhöhten isolierenden Eigenschaften solcher Materialien beinhalten, was erlaubt, die Temperatur an der Fläche zur erhöhen während die Temperatur im Inneren der ersten Komponente relativ niedrig bleibt, sodass ungewollte Einflüsse auf diese Bereiche durch die Wärmeenergie vermieden oder begrenzt werden können.
  • Es wird abermals erwähnt, dass die Materialien, welche oben als möglichen Materialien für die erste Verbindungsfläche genannt sind, auch möglichen Materialien für die erste Komponente sind. Die erste Komponente und die erste Verbindungsfläche können einstückig die Komponente aus ein und demselben Material oder denselben Materialien bilden. Beispielsweise kann die erste Komponente aus Partikeln eines expandierten Materials, beispielsweise Partikel aus eTPU, gebildet sein.
  • Eine erste Komponente, welche Partikel eines expandierten Materials aufweist oder daraus gemacht ist, kann aufgrund der besonders guten elastischen Eigenschaften und des geringen Gewichts der Partikel gut für z. B. eine Zwischensohle geeignet sein. Jedoch können solche ersten Komponenten auch für andere Arten von Sportartikeln benutzt werden, beispielsweise für Komponenten welche eine Dämpfungsfunktion übernehmen wie zum Beispiel Knie- oder Ellenbogenschützer.
  • Die erste Verbindungsfläche kann auch eine andere Materialzusammensetzung haben als der Rest der ersten Komponente oder Teile der ersten Komponente, um die spezifischen Anforderungen an das Ausbilden einer haltbaren Verbindung mit der zweiten Verbindungsfläche besser zu erfüllen. Die erste Komponente kann beispielsweise mehrere Schichten aufweisen, wobei die erste Verbindungsfläche durch eine dieser Schichten an der Oberfläche der ersten Komponente ausgebildet ist. Die erste Verbindungsfläche kann weiterhin eine Mischung verschiedener Materialien aufweisen und sie kann selbst mehrere Schichten aufweisen, um eine sehr genaue Steuerung des Aktivierungsprozesses zu ermöglichen. Gleichartige Aussagen gelten für die zweite Komponente und die zweite Verbindungsfläche.
  • Die erste Komponente und/oder die zweite Komponente kann eines oder mehrere der Folgenden aufweisen: eine Sohleneinheit, eine Zwischensohle, eine Außensohle, ein Außensohlenelement, eine Sohlenplatte, ein Film- oder Folienmaterial, ein Schuhoberteil, ein funktionelles Element.
  • Ein funktionelles Element kann beispielsweise eines oder mehrere der Folgenden aufweisen: ein Stabilisierungselement, einen Torsionsbalken, eine Fersenkappe, usw.
  • Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können beispielsweise benutzt werden, um eine Zwischensohle eines Schuhs mit einem Schuhoberteil zu verbinden, eine Zwischensohle mit einem funktionellen Element (beispielsweise Stabilisierungselementen), ein funktionelles Element (beispielsweise eine Fersenkappe) mit einem Schuhoberteil, eine Zwischensohle mit einer Außensohle, eine Außensohle mit einem funktionellen Element (beispielsweise einem Torsionsbalken), oder um ein Film- oder Folienmaterial mit diversen Komponenten (beispielsweise mit einer Zwischensohle, einem Schuhoberteil oder eine Außensohle) aus strukturellen oder visuellen Gründen zu verbinden.
  • Das Aktivieren kann durch Bestrahlen mit Wärmeenergie, welche von zumindest einer Wärmequelle ausgeht, durchgeführt werden. Das Aktivieren kann durch Bestrahlen mit Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) durchgeführt werden, welche von zumindest einer IR-Strahlungsquelle ausgeht. Die Wellenlänge, welche von der IR-Strahlungsquelle emittiert wird, könnte beispielsweise im Bereich von 700 nm bis 1400 nm liegen oder im Bereich von 1400 nm bis 3000 nm.
  • Generell gesprochen kann die Wärmequelle jegliche Wärmequelle sein, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Nur um einige Beispiele zu nennen könnte die Wärmequelle einen Laser oder eine heiße Strahlungsplatte umfassen.
  • Ein Vorteil der Benutzung von Infrarotstrahlung ist, dass sie einfach erzeugt und der ersten Verbindungsfläche zugeführt werden kann. Die einer Oberfläche durch IR-Strahlung zugeführte Menge an Wärmeenergie kann beispielsweise durch Anpassen der Ausgangsleistung der Quellen beeinflusst werden, durch die Intensität der Strahlung, die Größe oder emittierte Wellenlänge der IR-Quellen, des Abstandes der Quellen von der Oberfläche, dem Betrachtungsfaktor der Oberfläche, d. h. wieviel der emittierten Energie von der Oberfläche abgefangen wird, oder dem Emissionsgrad des Oberflächenmaterials, etc. Weiterhin stellt die Benutzung von Infrarotstrahlung keine besonderen Anforderungen wie beispielsweise elektrische Leitfähigkeit an das Material der ersten Verbindungsfläche.
  • Das Verfahren kann weiter ein Aktivieren zumindest eines Teils der zweiten Verbindungsfläche durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie umfassen, wobei die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche während ihrer Aktivierung beabstandet sind.
  • Alles was bisher über das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche gesagt wurde (d. h. mögliche Arten der Aktivierung, die Temperatur auf welche die erste Verbindungsfläche aufgeheizt wird, die Aufheizzeit, ...) kann auch auf das Aktivieren der zweiten Verbindungsfläche zutreffen. Der Klarheit und Knappheit halber werden diese Ausführungen hier nicht wiederholt.
  • Die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche können gleichzeitig durch Wärmeenergie aktiviert werden, welche von einer gemeinsamen Wärmequelle emittiert wird. Als ein Beispiel können die erste und zweite Verbindungsfläche gleichzeitig durch gleichzeitiges Bestrahlen mit IR-Strahlung aus einer gemeinsamen IR-Strahlungsquelle aktiviert werden.
  • Durch gleichzeitiges Bestrahlen mit Infrarotstrahlung kann die Anzahl der Schritte, welche notwendig sind um das Verfahren auszuführen, reduziert werden und die Herstellungskosten können verringert werden. Auch kann im Ergebnis Energie gespart werden. Sofern eine gemeinsame IR-Strahlungsquelle benutzt wird, kann eine weniger komplexe Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens benutzt werden. Die IR-Strahlungsquelle kann nur eine einzige IR-Lampe aufweisen, beispielsweise eine Art von IR-Fluoreszensröhre, welche gleichzeitig die erste und zweite Verbindungsfläche bestrahlt. Oder aber eine IR-Strahlungsquelle kann mehrere IR-Lampen beinhalten, welche die erste und die zweite Verbindungsfläche getrennt bestrahlen. Es ist auch möglich, dass mehrere separate IR-Strahlungsquellen benutzt werden.
  • Die gemeinsame Wärmequelle kann in einem Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche angeordnet sein.
  • Durch das Anordnen der Strahlungsquelle in dem Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche können die Abmessungen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens klein gehalten werden. Zusätzlich kann der Energieverlust durch Strahlung, welche die Komponenten nicht trifft, reduziert werden und das Verfahren kann somit in einer energieeffizienteren Art und Weise ausgestaltet werden, da die zwei Komponenten auf beiden Seiten der Wärmequelle angeordnet sein können. Die erste und die zweite Komponente können so angeordnet sein, dass die erste und zweite Verbindungsfläche parallel zu einander liegen während die Wärmequelle zwischen den zwei Verbindungsflächen angeordnet ist. Andere Anordnungen, beispielsweise eine Anordnung in der die zwei Verbindungsflächen nicht parallel liegen und einen keilförmigen Zwischenraum definieren in dem die Wärmequelle angeordnet ist, sind jedoch auch möglich.
  • Vor dem Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente kann die gemeinsame Wärmequelle aus dem Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche entfernt werden.
  • Die Abmessungen einer entsprechenden Herstellungsvorrichtung können mit einer Wärmequelle, die auf diese Art und Weise bewegt werden kann, auch klein gehalten werden. Zusätzlich kann die Zeit zwischen dem Aktivieren und dem Zusammenführen der zwei Verbindungsflächen durch eine Anordnung, in welcher die Wärmequelle zunächst zum Aktivieren in den Zwischenraum hineingefahren und vor dem Zusammenführen der beiden Verbindungsflächen wieder herausgefahren wird, reduziert werden. Auf der einen Seite kann dies die Dauer der Herstellung verringern. Auf der anderen Seite kann dies auch notwendig sein, um zu verhindern dass die Aktivierung bereits wieder abklingt bevor die Komponenten verbunden werden.
  • Die zweite Komponente und/oder die zweite Verbindungsfläche kann ein textiles Material aufweisen. Das textile Material kann eine oder mehrere der folgenden Konstruktionen aufweisen: gestrickt, gewebt und/oder nicht-gewebt. Das textile Material kann zufällig abgelagerte Fasern, ein multi-direktionales Schichtmaterial und/oder eine Netzstruktur aufweisen.
  • Die zweite Komponenten, die zweite Verbindungsfläche und/oder das textile Material kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), ein Polyamid (PA) wie beispielsweise PA4.10, PA6, PA10.10, PA12, PA66, PA610, PA612 oder eines anderen Grads, Polyurethan (PU), ein Polyolefin wie beispielsweise Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), einen polyolefinischen Elastomer (POE) wie beispielsweise Polyisobuten (PIB), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), ein Block-Copolymer wie beispielsweise ein olefinisches Block-Copolymer.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Komponente, die zweite Verbindungsfläche und/oder das textile Material eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), ein geschäumtes oder expandiertes Material wie beispielsweise expandiertes thermoplastisches Polyurethan (eTPU), ein expandiertes Polyamid (ePA) oder ein expandiertes Polyetherblockamid (ePEBA), ein nicht-geschäumtes oder kompaktes Material, Gummi.
  • Das textile Material kann unter Benutzung verschiedener im Stand der Technik bekannte Techniken erzeugt werden. Ein textiles Material kann vorteilhaft in Teilen von Sportartikeln eingesetzt werden, die gute Durchlüftung oder Atmungsaktivität verlangen, wie ein Schuhoberteil oder eine Jacke, um nur zwei Beispiele zu nennen. Ferner können die soeben genannten möglichen Materialien für die zweite Komponente/zweite Verbindungsfläche in Kombination mit den oben genannten möglichen Materialien für die erste Komponente/erste Verbindungsfläche den Vorteil haben, dass sie miteinander in dem Sinne kompatibel sind, dass sie eine haltbare und stabile Verbindung ausbilden können.
  • Das Zusammenführen der ersten und zweiten Verbindungsfläche kann unter Druck durchgeführt werden.
  • Das Zusammenführen der ersten und zweiten Verbindungsfläche unter Druck kann die Stabilität der so hergestellten Verbindung erhöhen.
  • Die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche können beispielsweise für eine vorherbestimmte Zeitdauer und mit einem gewissen Druck zusammengepresst werden, um eine stabile und haltbare Verbindung zu erzeugen. Eine passende Zeitdauer wird im Allgemeinen von verschiedenen Faktoren abhängen, beinhaltend beispielsweise das benutzte Material, die Art und Dauer der Aktivierung, die Größe der entsprechenden Verbindungsflächen, ob ein zusätzliches Bindemittel benutzt wird oder nicht, etc.
  • Das Verfahren kann ein Aushärten der Verbindung der ersten Komponente und der zweiten Komponente umfassen. Das Aushärten kann zumindest teilweise durch Kühlen erfolgen.
  • Das Aushärten der Verbindung kann nach dem Zusammenführen der zwei Verbindungsflächen vorteilhaft sein, da es die Haltbarkeit und Stärke der hergestellten Verbindung erhöhen kann. Das Aushärten der Verbindung kann beispielsweise beinhalten, dass der Verbindung für eine Zeitspanne erlaubt wird, abzukühlen. Die Zeit, welche für das Aushärten der Verbindung notwendig ist, kann variieren, beispielsweise aufgrund der Umgebungstemperatur, der Wärmekapazität der Materialien, der Geometrie der Komponenten, etc.
  • Das Kühlen kann aktives Kühlen umfassen.
  • Die Verbindung aktiv zu kühlen kann auf der einen Seite den Herstellungsprozess beschleunigen. Auf der anderen Seite ist es auch möglich, dass aktives Kühlen zum Schaffen einer stabilen und haltbaren Verbindung beiträgt.
  • Eine Bindungsstärke der Bindung zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche kann beispielsweise mehr als 10 N/cm betragen, gemessen nach DIN ISO 6133. Die Bindungsstärke kann auch mehr als 25 N/cm betragen und sie kann mehr als 50 N/cm betragen.
  • Bei einer Messung nach DIN ISO 6133 wird eine Vorbelastung von 1 N an zwei Komponenten angelegt, welche mit einer Testgeschwindigkeit von 50 mm/min voneinander abgezogen werden. Der Testbereich ist 100 mm. Das Ergebnis wird dann als das arithmetische Mittel der Abziehkraft zwischen der ersten Spitze und dem Ende der Messung angegeben.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Sportartikel, insbesondere einen Schuh, welcher mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.
  • Bei der Herstellung eines solchen Sportartikels können die hierin beschriebenen optionalen Merkmale und Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander wie gewünscht kombiniert werden, oder einzelne Merkmale oder Schritte können auch weggelassen werden sofern sie unnötig erscheinen, um ein gegebenes Anforderungsprofil an den Sportartikel zu erfüllen.
  • Der Sportartikel kann eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweisen, die mit der ersten Komponente ohne ein zusätzliches Klebemittel verbunden ist, wobei eine Bindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eine Bindungsstärke größer als 15 N/cm aufweist, gemessen nach DIN ISO 6133.
  • Der Sportartikel kann ein Schuh sein. Es wird jedoch betont, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Schuhe begrenzt ist sondern auch bei anderen Arten von Sportartikeln Anwendung finden kann, wie Sportkleidung oder Bekleidung, Schutzelemente oder Sportausrüstung wie Schläger.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben. Die Vorrichtung kann eine ersten Komponentenhalterung zur Aufnahme einer ersten Komponente und eine zweite Komponentenhalterung zur Aufnahme einer zweiten Komponente aufweisen sowie eine Wärmequelle zum kontaktlosen Zuführen von Wärmeenergie, wobei die erste und die zweite Komponentenhalterung auseinandergefahren und unter Druck zusammengefahren werden können.
  • Eine so ausgestaltete Herstellungsvorrichtung kann nur eine relativ kleine Menge an Bauplatz beanspruchen und sie kann es ermöglichen, dass die Herstellung weitestgehend automatisiert wird. Sie kann daher besonders geeignet für Serien- und Massenproduktion sein. Die verschiedenen Herstellungsparameter (beispielsweise die oben beschriebenen Parameter wie Aufheizzeit, Abstand und Leistung der Wärmequelle, Druck, Dauer des Zusammenführen/Pressen) können auch individuell angepasst werden, so dass individualisierte Sportartikel unter Benutzung einer einzigen Herstellungsvorrichtung hergestellt werden können.
  • 4. Kurze Beschreibung der Figuren
  • Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren weiter beschrieben:
  • 1a–c: Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
  • 2a–c: Schematische Darstellungen von Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Schuhs;
  • 3a–c: Eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
  • 4: Eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines Schuhs;
  • 5a–d: Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung und Illustration ihrer Anwendungen zur Durchführung des Verfahrens;
  • 6: Illustration des Schmelzbeginns und der Schmelzspitze durch ein Wärmefluss-Temperatur-Diagramm.
  • Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
  • Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben, hauptsächlich im Bezug zur Herstellung von Sportartikeln. Es wird jedoch erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Das hierin beschriebene Verfahren kann auch zur Herstellung von Sportartikeln allgemein, wie beispielsweise Sportschuhe, Sportbekleidung oder Sportausrüstung wie Schläger, benutzt werden.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass unten nur einzelne Ausführungsformen der Erfindung in mehr Detail beschrieben werden. Es ist dem Fachmann jedoch klar, dass die Ausgestaltungsoptionen und optionalen Merkmale, welche im Bezug zu diesen spezifischen Ausführungsformen beschrieben werden, im Rahmen der Erfindung auch weiter abgeändert und miteinander in einer verschiedenen Art und Weise kombiniert werden können, und dass individuelle Schritte oder Merkmale auch weggelassen werden können wenn sie unnötig erscheinen. Um Redundanzen zu vermeiden wird deshalb auf die Erklärungen in den vorhergehenden Abschnitten verwiesen, welche auch für die nun folgende detaillierte Beschreibung Geltung bewahren.
  • Im Folgenden werden gleiche Referenznummern benutzt, um funktionell ähnliche oder äquivalente Schritte, Merkmale oder Komponenten zu bezeichnen, um so das Verständnis zu fördern.
  • Die 1a–c zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 100 zur Herstellung eines Sportartikels, beispielsweise eines Schuhs.
  • Das Verfahren 100 beinhaltet ein Bereitstellen einer ersten Komponente 110 mit einer ersten Verbindungsfläche 115 und einer zweiten Komponente 120 mit einer zweiten Verbindungsfläche 125.
  • Die erste Komponente 110 und die zweite Komponente 120 können getrennt voneinander bereitgestellt werden, d. h. sie können anfänglich so bereitgestellt werden, dass sie sich nicht berühren.
  • Die erste Verbindungsfläche 115 kann dasselbe Material oder dieselben Materialien wie der Rest der ersten Komponente 110 aufweisen und die erste Verbindungsfläche 115 kann schlicht durch diejenige Oberfläche der ersten Komponente 110 gegeben sein, welche dazu vorgesehen ist, mit der zweiten Komponente 120 verbunden zu werden. Es ist auch möglich, dass die erste Verbindungsfläche 115 zusätzliche und/oder andere Materialien aufweist, verglichen mit dem Rest der ersten Komponente 110, und diese Materialien können zur Erzeugung einer stabilen und haltbaren Verbindung der ersten Komponente 110 mit der zweiten Komponente 120 besonders geeignet sein. Die erste Komponente 110 kann beispielsweise mehrere Schichten aufweisen und eine äußerste dieser Schichten kann die erste Verbindungsfläche 115 ausmachen. Oder aber die erste Verbindungsfläche 115 kann selbst mehrere Schichten aufweisen, möglicherweise mit verschiedenen Materialien. Analoge Ausführungen gelten auch für die zweite Verbindungsfläche 125 der zweiten Komponente 120.
  • Die erste Komponente 110 und/oder die erste Verbindungsfläche 115 kann ein thermoplastisches Material aufweisen.
  • Die erste Komponente 110 und/oder die erste Verbindungsfläche 115 kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), ein Polyamid (PA) wie beispielsweise PA4.10, PA6, PA6.6, PA6.10, PA10.10, PA11 oder PA12, ein Polyetherblockamid (PEBA), ein Copolyester, ein Polyolefin wie beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), einen polyolefinischen Elastomer (POE) wie beispielsweise Polyisobuten (PIB), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), ein Block-Copolymer wie beispielsweise ein olefinisches Block-Copolymer (OBC).
  • Die erste Komponente 110 und/oder die erste Verbindungsfläche 115 kann ein geschäumtes oder expandiertes Material aufweisen. Beispielsweise kann die erste Komponente 110 und/oder die erste Verbindungsfläche 115 eines oder mehrere der folgenden expandierten Materialien aufweisen: thermoplastisches Polyurethan (eTPU), ein expandiertes Polyamid (ePA), ein expandiertes Polyetherblockamid (ePEBA).
  • Die erste Komponenten 110 und/oder die erste Verbindungsfläche 115 kann Partikel eines expandierten Materials aufweisen, beispielsweise Partikel aus eTPU, ePA und/oder ePEBA. Die Partikel können zumindest teilweise angeordnet oder zueinander ausgerichtet sein, sie können zufällig angeordnet sein, oder eine Kombination von angeordneten und zufällig angeordneten Partikeln kann benutzt werden. Die Partikel können an ihren Oberflächen verbunden sein.
  • Als ein Beispiel kann die erste Komponente 110 zufällig angeordnete Partikel aus eTPU beinhalten, welche an ihren Oberflächen verschweißt sind. In diesem Fall kann die erste Verbindungsfläche 115 einfach durch die Oberfläche der ersten Komponente 110 in dem Bereich gegeben sein, in dem die erste Komponente 110 mit der zweiten Komponente 120 verbunden werden wird. Die erste Verbindungsfläche 115 wird dann auch verschweißte Partikel aus eTPU aufweisen.
  • Die zweite Komponente 120 und/oder die zweite Verbindungsfläche 125 kann ein textiles Material aufweisen. Das textile Material kann eine oder mehrere der folgenden Konstruktionen aufweisen: gestrickt, gewebt und/oder nicht-gewebt. Das textile Material kann zufällig abgelagerte Fasern, ein multi-direktionales Schichtmaterial und/oder eine Netzstruktur aufweisen.
  • Die zweite Komponenten 120, die zweite Verbindungsfläche 125 und/oder das textile Material kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), ein Polyamid (PA) wie beispielsweise PA4.10, PA6, PA10.10, PA12, PA66, PA610, PA612 oder eines anderen Grads, Polyurethan (PU), ein Polyolefin wie beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), einen polyolefinischen Elastomer (POE) wie beispielsweise Polyisobuten (PIB), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), ein Block-Copolymer wie beispielsweise ein olefinisches Block-Copolymer.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Komponente 120, die zweite Verbindungsfläche 125 und/oder das textile Material eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), ein geschäumtes oder expandiertes Material wie beispielsweise eTPU, ePA und/oder ePEBA, ein nicht-geschäumtes oder kompaktes Material, Gummi.
  • Die erste Komponente 110 und/oder die zweite Komponente 120 kann beispielsweise eine Sohleneinheit, eine Zwischensohle, eine Außensohle, ein Außensohlenelement, eine Sohlenplatte, ein Film- oder Folienmaterial, ein Schuhoberteil oder ein funktionelles Element (wie beispielsweise ein Stabilisierungselement, ein Torsionsbalken oder eine Fersenkappe) sein oder ein oder mehrere solche Elemente aufweisen.
  • Die folgende Tabelle 1 listet einige mögliche Kombinationen erster und zweiter Komponenten 110 und 120 auf, welche miteinander unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 verbunden werden können, für den Fall dass das Verfahren 100 bei der Herstellung eines Schuhs zum Einsatz kommt. Die Rollen der ersten und zweiten Komponente 110 und 120 können auch vertauscht sein. Es wird jedoch betont, dass dies lediglich Beispiele sind, welche nicht als den Umfang der Erfindung beschränkend ausgelegt werden können.
    Erste Komponente 110 Zweite Komponente 120
    Zwischensohle Schuhoberteil
    Zwischensohle Funktionelles Element (beispielsweise wie ein Stabilisierungselement)
    Funktionelle Komponente (beispielsweise Fersenkappe) Schuhoberteil
    Zwischensohle Außensohle
    Außensohle Funktionelle Komponente (beispielsweise Torsionsbalken)
    Film/Folie Verschiedene Komponenten (beispielsweise Zwischensohle, Oberteil, Außensohle)
    Tabelle 1
  • Das Verfahren 100 umfasst ein Aktivieren zumindest eines Teils der ersten Verbindungsfläche 115. In dem in den 1a–c gezeigten Fall wird die gesamte erste Verbindungsfläche 115 aktiviert. In anderen Ausführungsformen können nur ein oder mehrere Teilbereiche der ersten Verbindungsfläche 115 aktiviert werden, sofern dies ausreicht es zu erlauben, dass eine Verbindung zwischen der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 mit den gewünschten Eigenschaften, insbesondere mit der gewünschten Stärke, erzeugt werden kann.
  • Es wird generell noch einmal angemerkt, dass die Rollen der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 auch umgedreht oder vertauscht werden können.
  • Um die erste Verbindungsfläche 115 zu aktivieren, wird der ersten Verbindungsfläche 115 Wärmeenergie 135 zugeführt. Die Wärmeenergie 135 kann der ersten Verbindungsfläche 115 zugeführt werden, ohne dass ein Kontakt mit der ersten Komponente 110 oder der ersten Verbindungsfläche 115 besteht. In der in den 1a–c gezeigten Ausführungsform wird nur die erste Verbindungsfläche aktiviert, während die zweite Verbindungsfläche 125 nicht aktiviert wird, da der zweiten Verbindungsfläche 125 keine Wärmeenergie zugeführt wird. In anderen Ausführungsformen (s. 3a–c, 4, 5a–d) kann dies anders sein. Das Aktivieren nur einer Verbindungsfläche 115 kann Energie und Zeit einsparen und das Verfahren effizienter gestalten. Nur die erste Verbindungsfläche 115 zu aktivieren kann beispielsweise auch angemessen sein, wenn die zweite Verbindungsfläche 125 ein Material aufweist, das sich unter direkter Wärmeeinwirkung leicht zersetzt.
  • Das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche 115 kann beispielsweise durch Bestrahlen der ersten Verbindungsfläche 115 mit Wärmeenergie 135 erfolgen, welche von zumindest einer Wärmequelle 130 ausgeht. Die Wärmequelle 130 kann beispielsweise eine Infrarot(IR)-Wärmequelle sein, welche die erste Verbindungsfläche 115 mit IR-Strahlung bestrahlt. Die Wärmequelle 130 kann individuell steuerbare Wärmeelemente aufweisen, welche beispielsweise verschiedenen Bereichen der ersten Verbindungsfläche 115 verschiedene Mengen an Wärmeenergie 135 zuführen können. Es ist auch möglich, dass mehrere Wärmequellen benutzt werden anstelle der nur einen Wärmequelle 130 wie hier gezeigt. Im Allgemeinen kann jegliche Wärmequelle, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, benutzt werden.
  • Wie bereits erwähnt ist es im Allgemeinen weiterhin auch denkbar, dass die Wärmeenergie durch direkten Kontakt mit der Wärmequelle zugeführt wird, beispielsweise durch direkten Kontakt mit einer IR-Wärmequelle.
  • Die Wärmeenergie 135 kann gesteuert werden. Durch Steuern der Menge an Wärmeenergie, welche der ersten Verbindungsfläche zugeführt wird, kann die Temperatur, auf die die erste Verbindungsfläche 115 aufgeheizt wird, gesteuert werden. Die Wärmeenergie 135, welche der ersten Verbindungsfläche 115 zugeführt wird, kann beispielsweise durch Variieren einer oder mehrere der folgenden Variablen und Parameter gesteuert werden:

    Die Aufheizzeit: Die Aufheizzeit kann beispielsweise im Bereich von 1 min liegen, beispielsweise zwischen 55 s und 65 s. Die Aufheizzeit kann auch kürzer sein, beispielsweise 5 s oder 10 s oder 20 s. Die Aufheizzeit kann auch dazwischen liegen, beispielsweise im Bereich einer halben Minute.
  • Der Abstand der Wärmequelle 130 von der ersten Verbindungsfläche 115 während des Aktivierens: ein passender Abstand kann von der Effizienz der Wärmequelle 130 und dem Energieverlust an die Umgebung abhängen. Eine effizientere Wärmequelle wie beispielsweise ein Laser könnte weiter entfernt sein als eine weniger effiziente Wärmequelle 130. Wenn beispielsweise eine IR-Wärmequelle benutzt wird, so kann der Abstand unterhalb 1 m liegen, er kann unterhalb 50 cm liegen oder er kann sogar unterhalb 10 cm liegen. Abhängig von z. B. der Geometrie der Komponente kann es auch vorteilhaft sein, die Wärmequelle 130 so nah wie möglich zu haben während ein Kontakt vermieden wird (für ein kontaktloses Zuführen von Wärme).
  • Die Menge an Wärmeenergie, welche von der ersten Verbindungsfläche absorbiert wird, kann auch von dem Absorptionskoeffizienten des Materials der ersten Verbindungsfläche 115 im Bezug auf die Art der zugeführten Wärmeenergie (beispielsweise IR-Strahlung) abhängen.
  • Der Fachmann versteht, dass dies nur einige Beispiele für Parameter sind, die die Menge an Wärmeenergie, welche der ersten Verbindungsfläche 115 zugeführt wird, möglicherweise beeinflussen können. Auch können einige oder alle dieser Parameter korreliert oder voneinander abhängig sein.
  • Eine passende Temperatur, auf welche die erste Verbindungsfläche 115 aufgeheizt wird, kann auch von einer Anzahl von Variablen abhängen, beispielsweise: die Art der Aktivierung die erreicht werden soll (s. direkt im Folgenden) und/oder die Geometrie und Materialzusammensetzung der ersten Komponente 110 und der ersten Verbindungsfläche 115. Dies sind abermals nur Beispiele.
  • Die Wärmeenergie 135 kann beispielsweise so gesteuert werden, dass eine Aktivierungstemperatur zumindest eines Materials der ersten Verbindungsfläche 115 erreicht wird. Durch Aufheizen der ersten Verbindungsfläche 115 auf eine Temperatur gleich oder höher der Aktivierungstemperatur des entsprechenden Materials kann das Material beispielsweise klebend werden oder es kann chemisch reaktiv werden.
  • Die Wärmeenergie 135 kann auch so gesteuert werden, dass zumindest ein Material der ersten Verbindungsfläche 115 eine viskose Schicht ausbildet.
  • Die Temperatur, welche notwendig ist damit das Material eine viskose Schicht ausbildet, kann beispielsweise mit der Aktivierungstemperatur des Materials wie dies direkt oberhalb besprochen wurde übereinstimmen. Die Temperatur, bei welcher sich die viskose Schicht ausbildet, kann beispielsweise eine Temperatur sein, welche unterhalb der Zersetzungstemperatur des Materials liegt (gemessen mit TGA), welche unterhalb der Schmelzspitze des Materials liegt (gemessen mit DSC) und welche unterhalb des Schmelzbeginns liegt. Oder sie kann mit dem Schmelzbeginn zusammenfallen.
  • 6 illustriert die Begriffe Schmelzspitze und Schmelzbeginn. 6 zeigt den Wärmefluss in ein Material, aufgetragen über der Temperatur des Materials, in einem Temperaturbereich der die Schmelztemperatur des Materials umfasst. Tonset definiert den Schmelzbeginn, Tpeak die Schmelzspitze und die Toffset das Schelzende.
  • Die Wärmeenergie 135 kann auch derart zugeführt werden, dass die erste Verbindungsfläche 115 zumindest teilweise schmilzt. Die erste Verbindungsfläche 115 kann beispielsweise über die Ausbildung einer viskosen Schicht hinaus in einen stärker geschmolzenen Zustand aufgeschmolzen werden. Nach dem Verbinden mit der zweiten Verbindungsfläche 125 kann das Material wieder aushärten und eine mechanische Bindung mit der zweiten Verbindungsfläche 125 ausbilden.
  • Die Wärmeenergie 135 kann der ersten Verbindungsfläche 115 zugeführt werden, während die erste Verbindungsfläche 115 und die zweite Verbindungsfläche 125 beabstandet sind, d. h. sich nicht berühren, wie dies in 1a gezeigt ist. Auf diese Weise kann die Menge an Wärmeenergie welche zugeführt wird genau angepasst werden, um das erwünschte Maß an Aktivierung der ersten Verbindungsfläche 115 zu erreichen und ohne dass beispielsweise eine Zersetzung der zweiten Komponente 120 oder ungewollte Einflüsse auf die zweite Komponente 120 beachtet werden müssten.
  • Das Verfahren 100 umfasst auch ein Verbinden der ersten Komponente 110 mit der zweiten Komponente 120 durch Zusammenführen der ersten und zweiten Verbindungsflächen 115, 125, wie dies in 1b gezeigt und durch Pfeile angedeutet wird, welche die Bewegung 150 der ersten und zweiten Komponente 110, 120 darstellen. Das Verbinden kann die Ausbildung einer Bindung zwischen zumindest einem Teil der ersten Verbindungsfläche 115 und zumindest einem Teil der zweiten Verbindungsfläche 125 umfassen. Beispielsweise kann sich eine Bindung zwischen dem aktivierten Teil der ersten Verbindungsfläche 115 und dem Teil der zweiten Verbindungsfläche 125 ausbilden, welcher diesen aktivierten Teil der ersten Verbindungsfläche 115 berührt.
  • Die Bindung kann eine chemische Bindung sein (beispielsweise wenn die erste Verbindungsfläche auf die Aktivierungstemperatur des Materials aufgeheizt wird und/oder auf eine Temperatur, bei der sich eine viskose Schicht ausbildet) und/oder die Bindung kann auch eine mechanische Bindung sein (beispielsweise wenn die erste Verbindungsfläche zumindest teilweise aufgeschmolzen wird).
  • Das Verbinden der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 kann daher ein Zusammenführen der ersten Verbindungsfläche 115 und der zweiten Verbindungsfläche 125 ohne ein zusätzliches Klebemittel umfassen. Solch ein Klebemittel kann jedoch zugefügt werden, wenn dies als vorteilhaft angesehen wird.
  • Das Verfahren 100 kann auch ein Aushärten der Verbindung der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 umfassen, beispielsweise durch Kühlen, in einigen Fällen durch aktives Kühlen. In einigen Fällen können die erste Komponente 110 und die zweite Komponente 120 unter Druck zusammengeführt werden, wie dies in 1c durch die Pfeile 160 angedeutet ist. Nur als ein Beispiel kann ein Druck im Bereich von 1–2 N/mm2 passend sein.
  • Ein weiterer erwähnenswerter Punkt in Bezug auf 1c ist, dass sie zeigt dass die Verbindungsflächen 115 und 125 nur einen Teil der gesamten Kontaktfläche, in welcher sich die erste Komponente 110 und die zweite Komponente 120 nach dem Verbinden berühren, ausmachen können. Wie groß der Anteil der Verbindungsflächen 115 und 125 an dieser Kontaktfläche sein wird, wird beispielsweise davon abhängen wie stark die Verbindung sein soll. Auch können die Verbindungsflächen 115 und/oder 125 mehrere unzusammenhängende Teilbereiche aufweisen.
  • Auf jeden Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Bindung zwischen der ersten Verbindungsfläche 115 und der zweiten Verbindungsfläche 125 eine Bindungsstärke größer als 10 N/cm, oder größer als 25 N/cm oder größer als 50 N/cm hat (gemessen nach DIN ISO 6133).
  • Die 2a–c zeigen exemplarische Ausführungsformen des Verfahrens 100 zur Herstellung verschiedener Arten von Schuhen.
  • In jeden Fall wird eine erste Komponente 110 bereitgestellt, welche eine Sohleneinheit darstellt. Eine zweite Komponente 120 wird auch bereitgestellt, welche ein Schuhoberteil darstellt. Jede Sohleneinheit weist eine erste Kontaktfläche 115 auf, welche dadurch aktiviert wird, dass ihr Wärmeenergie 135 aus einer Wärmequelle 130 kontaktlos zugeführt wird. Nach dem Aktivieren wird die erste Verbindungsfläche 115 mit einer entsprechenden zweiten Verbindungsfläche 125 des Schuhoberteils zusammengeführt, um einen Schuh zu bilden. Die erste Kontaktfläche 115 kann sich beispielsweise entlang des Randes der Sohleneinheit befinden und die zweite Verbindungsfläche 125 kann sich entlang des Randes des Schuhoberteils befinden. Oder die gesamte Oberseite (oder der überwiegende Teil davon) der Sohleneinheit kann die erste Verbindungsfläche 115 ausmachen und die gesamte Unterseite (oder der überwiegende Teil davon) des Schuhoberteils kann die zweite Verbindungsfläche 125 ausmachen.
  • Die in 2a gezeigte erste Komponente 110 kann beispielsweise in einem Fußballschuh benutzt werden. Die erste Verbindungsfläche 115 kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Thermoplasten, wie beispielsweise ein Polyamid oder thermoplastisches Polyurethan, etc.
  • Die in 2b gezeigte erste Komponente 110 kann beispielsweise für einen Laufschuh benutzt werden. Sie kann beispielsweise aus Partikeln aus eTPU hergestellt sein, welche an ihren Oberflächen verschweißt sind. Wie in 2b gezeigt, können diese Partikel aus expandiertem Schaum zufällig angeordnet sein.
  • Die in 2c gezeigte erste Komponente 110 kann beispielsweise auch für einen Laufschuh oder einen Freizeitschuh verwendet werden. Die erste Verbindungsfläche 115 kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Thermoplasten, wie beispielsweise ein Polyamid oder thermoplastisches Polyurethan, etc.
  • Die zweite Komponente 120, das heißt das Schuhoberteil, kann beispielsweise ein textiles Material aufweisen, welches sich auch in die zweite Verbindungsfläche 125 erstrecken kann.
  • Das textile Material kann eine oder mehrere der folgenden Konstruktionen aufweisen: gestrickt, gewebt und/oder nicht-gewebt. Das textile Material kann zufällig abgelagerte Fasern aufweisen, ein multidirektionales Schichtmaterial und/oder eine Netzstruktur.
  • Passende Materialien für die zweite Komponente 120, die zweite Verbindungsfläche 125 und/oder das textile Material wurden bereits genannt.
  • Die 3a–c zeigen eine weitere Ausführungsform des Verfahrens 100. Auch diese Ausführungsform des Verfahrens 100 umfasst ein Bereitstellen einer ersten Komponente 110 und einer zweiten Komponente 120. Die erste Komponente 110 weist eine erste Verbindungsfläche 115 auf. Die zweite Komponente 120 weist eine zweite Verbindungsfläche 125 auf. Das Verfahren 100 umfasst ferner ein Aktivieren zumindest eines Teils der ersten Verbindungsfläche 115 und ein Aktivieren zumindest eines Teils der zweiten Verbindungsfläche 125 durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie 135.
  • Wie in 3a gezeigt, können die erste Komponente 110 und die zweite Komponente 120 separat bereitgestellt werden und die erste Verbindungsfläche 115 und die zweite Verbindungsfläche 125 können während ihrer Aktivierung beabstandet sein, d. h. sich nicht berühren.
  • Das Verfahren 100 umfasst auch ein Verbinden der ersten Komponente 110 mit der zweiten Komponente 120 durch Zusammenführen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche 115, 125, wie in 3c gezeigt und durch Pfeile angedeutet, welche die Bewegung 150 der ersten und zweiten Komponente 110, 120 darstellen.
  • Im Hinblick auf das Aktivieren der zweiten Verbindungsfläche 125 können alle Aussagen, welche in diesem Dokument im Bezug auf das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche 115 gemacht wurden, analog zutreffen. Der Klarheit und Knappheit halber werden diese Ausführungen für die zweite Verbindungsfläche 125 nicht wiederholt. Nur einige Beispiele werden im Folgenden kurz in mehr Detail beschrieben.
  • Das Aktivieren kann beispielsweise ein zumindest teilweises Schmelzen der ersten Verbindungsfläche 115 und der zweiten Verbindungsfläche 125 umfassen. Beispielsweise können beide Verbindungsflächen 115, 125 zumindest teilweise aufgeschmolzen und nachfolgend zusammengeführt werden. Die so hergestellte Verbindung zwischen der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 kann dann aushärten, beispielsweise während des Abkühlens, um eine mechanische Bindung auszubilden. Das Aushärten kann auch unterstützt werden, beispielsweise durch aktives Kühlen.
  • Im einfachsten Falle werden beide Verbindungsflächen 115 und 125 im selben Maße aufgeschmolzen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die erste Verbindungsfläche 115 und die zweite Verbindungsfläche 125 in verschiedenem Maße aufgeschmolzen werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Menge an Wärmeenergie 135, welche der jeweiligen Verbindungsfläche 115, 125 zugeführt wird, unterschiedlich ist. Alternativ oder zusätzlich können die beiden Verbindungsflächen 115 und 125 verschiedene Materialien aufweisen, beispielsweise Materialien mit verschiedenen Schmelztemperaturen oder -bereichen, sodass die Verbindungsflächen 115 und 125 in einem verschiedenen Maße schmelzen wenn ihnen dieselbe Menge an Wärmeenergie 135 zugeführt wird.
  • Es ist auch möglich, dass eine oder beide Verbindungsflächen 115, 125 zuerst mit einem Klebemittel überdeckt werden, das erst klebend wird, wenn es aktiviert wird und das dann durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie 135 aktiviert wird. Weitere Möglichkeiten erschließen sich dem Fachmann.
  • Wie in 3a gezeigt, kann das Aktivieren durch Bestrahlen mit Wärmeenergie 135 von einer Wärmequelle 130 durchgeführt werden. Das Aktivieren kann beispielsweise durch Bestrahlen mit Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) aus einer IR-Strahlungsquelle durchgeführt werden. Im Prinzip ist jedoch jegliche Wärmequelle, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, auch möglich und andere Optionen zum kontaktlosen Zuführen von Wärmeenergie 135, wie beispielsweise die Benutzung von Wärmekonvektion in einem Gas, sind auch denkbar.
  • Die erste und zweite Verbindungsfläche 115, 125 können gleichzeitig mit Wärmeenergie 135, welche von einer gemeinsamen Wärmequelle 130 emittiert wird, aktiviert werden, wie dies in 3a der Fall ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verbindungsflächen 115, 125 nacheinander aktiviert werden, über verschiedene Zeitdauern hinweg, oder teilweise gleichzeitig. Die erste und zweite Verbindungsfläche 115, 125 können beispielsweise mit IR-Strahlung aus einer gemeinsamen IR-Strahlungsquelle bestrahlt werden.
  • Die gemeinsame Strahlungsquelle 130 kann so angeordnet sein, dass die Wärmeenergie 135 auf die erste und die zweite Verbindungsfläche 115, 125 fokussiert ist. Auf der einen Seite kann so eine ungewollte Beschädigung des Restes der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 vermieden werden. Auf der anderen Seite kann so Energie gespart werden.
  • Alternativ, beispielsweise um die Fokussierung zu verbessern, können auch mehrere Wärmequellen benutzt werden, von denen nicht jede notwendigerweise beide Verbindungsflächen 115, 125 gleichzeitig bestrahlt.
  • Wenn beide Verbindungsflächen 115, 125 gleichzeitig bestrahlt werden, kann es ferner vorteilhaft sein, wenn die Wärmequelle 130 in einem Zwischenraum 138 zwischen der ersten Verbindungsfläche 115 und der zweiten Verbindungsfläche 125 angeordnet ist, wie dies in 3a gezeigt ist. Solch eine Anordnung kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Bestrahlung nicht oder nur teilweise gleichzeitig erfolgt, oder wenn mehrere Wärmequellen benutzt werden. Die Abmessungen dieses Zwischenraums 138 sind in 3a durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Um das Zusammenführen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche 115, 125 zu erlauben, kann die Wärmequelle 130 aus dem Zwischenraum 138 zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche 115, 125 vor dem Zusammenführen entfernt werden, wie durch den Pfeil 140 in 3b angedeutet. Wenn mehrere Wärmequellen benutzt werden, so treffen die vorhergehenden Aussagen analog zu.
  • Der Fachmann wird unmittelbar verstehen, dass die Aussagen, welche im Hinblick auf die in den 1a–c gezeigte Ausführungsform in Bezug auf das Steuern der zugeführten Menge an Wärme und der in der ersten Verbindungsfläche 115 erreichte Temperatur getätigt wurden (beispielsweise durch Variieren der Aufheizzeit, der Leistung und des Abstandes der Wärmequelle, usw.), auch verallgemeinert und auf die in den 3a–c gezeigte Ausführungsform angewendet werden können, bei der beide Verbindungsflächen 115 und 125 aktiviert werden, möglicherweise gleichzeitig. Diese Aussagen werden deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt.
  • Nach dem Aktivieren und, falls notwendig, dem Entfernen 140 der Wärmequelle 130 aus dem Zwischenraum 138, werden die erste Verbindungsfläche 115 und die zweite Verbindungsfläche 125 zusammengeführt, wie in 3c angedeutet, um eine Verbindung der ersten Kornponente 110 mit der zweiten Komponente 120 herzustellen.
  • Das Zusammenführen kann unter Druck geschehen, wie bereits im Zusammenhang mit 1c besprochen wurde. Es wird deshalb Bezug genommen auf die Besprechung von 1c und die dort getätigten Aussagen treffen auch auf die hier besprochene Ausführungsform des Verfahrens 100 zu.
  • An diesem Punkt sollte erwähnt werden, dass die Verbindungsflächen 115 und 125 auch eine gekrümmte Geometrie aufweisen können, anders als in den in den 1a–c und 3a–c gezeigten Fällen. Jedoch sind die Verbindungsflächen 115 und 125 vorzugsweise so gestaltet, dass sie zumindest teilweise formschlüssig zusammengeführt werden können, um die Herstellung einer guten Bindung zwischen ihnen zu erlauben.
  • 4 illustriert eine Anwendung einer Ausführungsform des Verfahrens 100 zur Herstellung eines Schuhs 300. Die Verbindungsflächen einer ersten Komponente 110, welche als Sohleneinheit ausgeführt ist, und einer zweiten Komponente 120, welche als Schuhoberteil ausgeführt ist, werden zunächst durch Zuführen von Wärmeenergie 135 in Form von IR-Strahlung von einer Wärmequelle 130, welche durch eine IR-Strahlungsquelle gegeben ist, aktiviert, wie in Schritt A gezeigt. Die Sohle kann beispielsweise zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials aufweisen, beispielsweise aus eTPU, ePA und/oder ePEBA. Das Schuhoberteil kann ein textiles Material aufweisen.
  • Nach Herausfahren der Wärmequelle 130 aus dem Zwischenraum zwischen der Sohleneinheit und dem Schuhoberteil werden beide zusammengeführt und für eine bestimmte Zeitdauer und unter einem gewissen Druck zusammengepresst, wie im Schritt B gezeigt. Hierzu können beispielsweise zwei Komponentenhalterung 201 und 202 benutzt werden, welche die erste und zweite Komponente 110 und 120 halten.
  • Schließlich wird der erzeugte Schuh 300 heruntergekühlt, wie in Schritt C gezeigt, um eine haltbare Verbindung zwischen dem Schuhoberteil und der Sohleneinheit sicherzustellen, die den auf die Verbindung während der Benutzung des Schuhs 300 einwirkenden Belastungen standhalten kann. Beispielsweise kann die Bindungsstärke größer als 15 N/cm sein, größer als 25 N/cm oder größer als 50 N/cm, gemessen nach DIN ISO 6133.
  • Die 5a–d zeigen schematisch eine Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung 200 und deren Benutzung zur Durchführung einer Ausführungsform des Verfahrens 100. Die Herstellungsvorrichtung 200 weist eine erste Komponentenhalterung 201 zur Aufnahme einer ersten Komponente 110 auf. Die Vorrichtung 200 weist ferner eine zweite Komponentenhalterung 202 zur Aufnahme einer zweiten Komponente 120 auf.
  • Die erste und die zweite Komponentenhalterung 201, 202 können relativ zueinander bewegt werden, d. h. sie können auseinandergefahren und wieder zusammengefahren werden, wie durch den Pfeil 150 in 5c angedeutet. Das Zusammenfahren der Komponentenhalterungen 201 und 202 kann unter Druck erfolgen und die Komponentenhalterungen 201 und 202 können, nachdem sie zusammengefahren wurden, insbesondere unter Druck aufeinandergepresst werden, wie durch den Pfeil 160 in 5d angedeutet. Dies kann helfen, eine haltbare Verbindung zwischen der ersten Komponente 110 und der zweiten Komponente 120 zu erzeugen, welche den Belastungen standhalten kann, die während der Benutzung des hergestellten Sportartikels auf sie einwirken. Ein passender Druck kann beispielsweise im Bereich von 1–2 N/mm2 liegen.
  • Weiterhin können die erste und/oder zweite Komponentenhalterung 201, 202 aktiv gekühlt werden, um dabei zu helfen, die Verbindung herzustellen und auszuhärten, oder um dies zu beschleunigen.
  • Die Herstellungsvorrichtung 200 weist ferner eine Wärmequelle 130 auf. Die Wärmequelle 130 dient dazu, den entsprechenden Verbindungsflächen 115 und 125 der ersten und zweiten Komponente 110, 120 Wärmeenergie 135 kontaktlos zuzuführen. Die Wärmequelle 130 kann relativ zu der ersten und zweiten Komponentenhalterung 201, 202 beweglich sein und sie kann insbesondere aus dem Zwischenraum zwischen den beiden Komponentenhalterungen 201, 202 herausgefahren und wieder hineingefahren werden.
  • Nach dem Aktivieren der Verbindungsflächen 115 und 125 der ersten und zweiten Komponente 110, 120 durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie 135 kann eine Bewegung (angedeutet durch den Pfeil 140) der Wärmequelle 130, beispielsweise aus dem Zwischenraum zwischen der ersten Komponentenhalterung 201 und der zweiten Komponentenhalterung 202 heraus, erfolgen. Die Bewegung der Wärmequelle 130 kann in jeglicher praktikabler Richtung erfolgen und ist nicht auf die Richtung des Pfeils 140 wie in 5b gezeigt beschränkt. Danach werden die beiden Komponentenhalterungen 201 und 202 zusammengefahren, wobei die Bewegungen der Komponenten durch den Pfeil 150 in 5c angedeutet ist. Danach können die beiden Komponentenhalterungen 201 und 202 für eine gewisse Zeitdauer und unter einem gewissen Druck (s. oben) aufeinander gepresst werden (durch den Pfeil 160 in 5d angedeutet). Die Komponentenhalterungen 201 und 202 können während dieser Phase der Herstellung auch gekühlt werden. In einigen Fällen können die Komponentenhalterungen aktiv gekühlt werden.
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Claims (24)

  1. Verfahren (100) zur Herstellung eines Sportartikels, insbesondere eines Schuhs (300), aufweisend: a. Bereitstellen einer ersten Komponente (110) mit einer ersten Verbindungsfläche (115) und einer zweiten Komponente (120) mit einer zweiten Verbindungsfläche (125); b. Aktivieren zumindest eines Teils der ersten Verbindungsfläche (115) durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie (135); und c. Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponenten durch Zusammenführen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente weiter ein Ausbilden einer Bindung zwischen dem zumindest einen Teil der ersten Verbindungsfläche und zumindest einem Teil der zweiten Verbindungsfläche umfasst.
  3. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch 2, wobei die Bindung eine chemische Bindung und/oder eine mechanische Bindung aufweist.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–3, wobei das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche weiter ein Zuführen von Wärmeenergie zu der ersten Verbindungsfläche dergestalt umfasst, dass eine Aktivierungstemperatur von zumindest einem Material der ersten Verbindungsfläche erreicht wird.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–4, wobei das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche weiter ein Zuführen von Wärmeenergie zu der ersten Verbindungsfläche dergestalt umfasst, dass sich eine viskose Schicht von zumindest einem Material der ersten Verbindungsfläche ausbildet.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–5, wobei das Aktivieren der ersten Verbindungsfläche weiter ein Zuführen von Wärmeenergie zu der ersten Verbindungsfläche dergestalt umfasst, dass die erste Verbindungsfläche zumindest teilweise geschmolzen wird.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–6, wobei das Verbinden der ersten Komponente und der zweiten Komponente weiter ein Zusammenführen der ersten und zweiten Verbindungsfläche ohne ein zusätzliches Klebemittel umfasst.
  8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–7, wobei die erste Komponente und/oder die erste Verbindungsfläche eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: thermoplastisches Polyurethan; ein Polyamid wie beispielsweise PA4.10, PA6, PA6.6, PA6.10, PA10.10, PA11 oder PA12; ein Polyetherblockamid; ein Copolyester; ein Polyolefin wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen; einen polyolefinischen Elastomer wie beispielsweise Polyisobuten, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk; ein Block-Copolymer wie beispielsweise ein olefinisches Block-Copolymer; ein expandiertes Material wie beispielsweise expandiertes thermoplastisches Polyurethan, ein expandiertes Polyamid oder ein expandiertes Polyetherblockamid; Partikel eines expandierten Materials wie beispielsweise Partikel aus expandiertem thermoplastischem Polyurethan, expandiertem Polyamid und/oder expandiertem Polyetherblockamid.
  9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–8, wobei die erste Komponente und/oder die zweite Komponente eines oder mehrere der Folgenden aufweist: eine Sohleneinheit, eine Zwischensohle, eine Außensohle, ein Außensohlenelement, eine Sohlenplatte, ein Film- oder Folienmaterial, ein Schuhoberteil, ein funktionelles Element.
  10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–9, wobei das Aktivieren durch Bestrahlen mit Wärmeenergie erfolgt, die von zumindest einer Wärmequelle (130) ausgeht, insbesondere durch Bestrahlen mit Infrarotstrahlung, IR-Strahlung, die von zumindest einer IR-Strahlungsquelle ausgeht.
  11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–10, weiter aufweisend ein Aktivieren zumindest eines Teils der zweiten Verbindungsfläche durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie, und wobei die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche während des Aktivierens voneinander beabstandet sind.
  12. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch 11, wobei die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche gleichzeitig durch Wärmeenergie aktiviert werden, die von einer gemeinsamen Wärmequelle ausgeht.
  13. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch 12, wobei die gemeinsame Wärmequelle in einem Zwischenraum (138) zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche angeordnet ist.
  14. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch 13, wobei vor dem Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente die gemeinsame Wärmequelle aus dem Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche entfernt wird.
  15. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–14, wobei die zweite Komponente und/oder die zweite Verbindungsfläche ein textiles Material aufweist, und wobei das textile Material eines oder mehrere der Folgenden aufweist: eine gestrickte Konstruktion, eine gewebte Konstruktion, eine nicht-gewebte Konstruktion, zufällig abgelagerte Fasern, ein multi-direktionales Schichtmaterial, eine Netzstruktur.
  16. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–15, wobei die zweite Komponente, die zweite Verbindungsfläche und/oder das textile Material eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Polyethylenterephthalat; Polybutylenterephthalat; ein Polyamid wie beispielsweise PA4.10, PA6, PA10.10, PA12, PA66, PA610, PA612 oder eines anderen Grads; Polyurethan; ein Polyolefin wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen; einen polyolefinischen Elastomer wie beispielsweise Polyisobuten, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk; ein Block-Copolymer wie beispielsweise ein olefinisches Block-Copolymer; thermoplastisches Polyurethan; ein geschäumtes oder expandiertes Material wie beispielsweise expandiertes thermoplastisches Polyurethan, ein expandiertes Polyamid oder ein expandiertes Polyetherblockamid; ein nicht-geschäumtes oder kompaktes Material; Gummi.
  17. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1–16, weiter aufweisend ein Aushärten der Verbindung der ersten Komponente und der zweiten Komponente.
  18. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch 17, wobei das Aushärten zumindest teilweise durch Kühlen erfolgt.
  19. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2–18, wobei eine Bindungsstärke der Bindung zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche größer als 10 N/cm, oder größer als 25 N/cm, und insbesondere größer als 50 N/cm ist, gemessen nach DIN ISO 6133.
  20. Sportartikel, insbesondere Schuh (300), hergestellt mit einem Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–19.
  21. Sportartikel gemäß dem vorhergehenden Anspruch 20, aufweisend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, welche mit der ersten Komponente ohne ein zugefügtes Klebemittel verbunden ist, wobei eine Bindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eine Bindungsstärke größer als 15 N/cm aufweist, gemessen nach DIN ISO 6133.
  22. Sportartikel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 20 oder 21, wobei der Sportartikel ein Schuh ist.
  23. Vorrichtung (200) zur Durchführung eines Verfahrens (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–19.
  24. Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch 23, aufweisend: a. eine erste Komponentenhalterung (201) zur Aufnahme einer ersten Komponente (110) und eine zweite Komponentenhalterung (202) zur Aufnahme einer zweiten Komponente (120); sowie b. eine Wärmequelle (130) zum kontaktlosen Zuführen von Wärmeenergie (135), wobei c. die erste und die zweite Komponentenhalterung auseinandergefahren und unter Druck zusammengefahren werden können.
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