DE1267417B

DE1267417B - Verfahren zum Herstellen von Einlegesohlen

Info

Publication number: DE1267417B
Application number: DEP1267A
Authority: DE
Inventors: Lawrence C Pendergast; William M Scholl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-01-07
Filing date: 1960-01-05
Publication date: 1968-05-02
Also published as: US3026233A; GB937755A; FR1244285A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES AW^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B29d

Deutsche Kl.: 39 a3- 27/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 67 417.8-16
5. Januar 1960
2. Mai 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Einlegesohlen, Fußpolstern und anderen zur Einlage in Schuhen dienenden Artikeln aus mindestens einer Schicht eines thermoplastischen, flexiblen Polyurethanschaumstoffes und mindestens einer Schicht eines thermoplastischen Films aus Vinylverbindungen durch Wärmeverschweißung mittels einer mit hochfrequentem Strom beaufschlagten Elektrodenform.

Es hat sich als sehr günstig erwiesen, biegsame Schaumstoffschichten mit irgendwelchen Deckschichten zu verschweißen und auf diese Weise z. B. Einlegesohlen, Fußstützen aller Art, z. B. für den Fußlängsbogen oder den Metatarsalbogen, Polster zur Erleichterung für Hühneraugen-, Ballen-, Schwielenschmerzen, Bandagen, Pflaster herzustellen. Die auf diese Weise hergestellten Einlegesohlen u. dgl. sind solchen aus anderen Materialien oder solchen, bei denen die gegenseitige Verbindung in anderer Weise erfolgt, überlegen. Gegenüber Einlegesohlen, die in bekannter Weise aus einer Schaumstoffschicht und einer aufgeklebten Gewebeschicht bestehen, besitzen aus einer Schaumstoffschicht und einer thermoplastischen Folie bestehende Einlegesohlen, die nur an den Rändern durch Wärmeverschmelzung miteinander verbunden sind, zahlreiche Vorteile: sie sind haltbarer, erlauben eine bessere Ventilation, verhindern eine unerwünschte Faltenbildung im Gebrauch, sind leicht waschbar und trocknen schnell, sind zerreißfester, besitzen eine bessere stoßdämpfende Wirkung und besitzen keine unangenehmen Kanten, sondern einen schmalen zusammenlaufenden Wärmeschmelzsaum.

Bisher wurden für mehrschichtige Einlegesohlen u. dgl. Vinylharzschäume mit entsprechenden thermoplastischen Deckschichten verwendet, wobei die Einlegesohlen hergestellt wurden, indem mittels einer Elektrodenform ein Wärmeverschmelzungssaum an der Außenkante der Einlegesohle hergestellt wurde. Der gebildete Wärmeverschweißungssaum wirkte dabei als Reißnaht, d. h., man konnte nach der Wärmeverschweißung den Materialabfall von der Reißnaht einfach abziehen bzw. abreißen.

Bei der weiteren Entwicklung trat der Wunsch auf, an Stelle der Vinylharzschäume die wesentlich günstigeren Polyurethanschäume für derartige Einlegesohlen zu verwenden. Bei der Verwendung von Polyurethanschäumen hat sich jedoch der Nachteil ergeben, daß bei der üblichen Wärmeverschmelzung der Wärmeverschmelzungssaum nicht als Reißnaht wirkt, d. h., man konnte den Materialabfall nicht, wie bei der Verwendung von Vinylharzschäumen, Verfahren zum Herstellen von Einlegesohlen

Anmelder:

Dr. William M. Scholl, Chicago, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:
William M. Scholl, Chicago, JIl.;
Lawrence C. Pendergast, Rutherford, N. J.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 7. Januar 1959 (785 512)

einfach vom fertigen Produkt abreißen, sondern man mußte das Abfallmaterial abschneiden. Ein derartiges Verfahren ist außerordentlich kostspielig und zeitraubend, so daß bisher entsprechend hergestellte Einlegesohlen mit Einlegesohlen aus Vinylharzschaum nicht konkurrieren konnten.

Ein bekanntes Verfahren befaßt sich in allgemeiner Form mit thermoplastischen Materialien und bezieht sich im einzelnen auf ein Verfahren zur Erwärmung thermoplastischer Stoffe zum Zweck der Warmbearbeitung. Nach diesem Verfahren kann man bei der Schweißung von Folien thermoplastischen Materials die Elektrodenform vorerhitzen. Dieser allgemeine, in Verbindung mit anderen Materialien gegebene Hinweis gibt dem Fachmann jedoch keine Anregung, wie bei der Wärmeverschmelzung von Polyurethanschaumstoffen mit Vinylharzfilmen verfahren werden soll, um gleichzeitig mit dem Wärmeverschmelzungssaum auch eine Reißnaht zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten zu beheben, die bisher bei der Verwendung von Polyurethanschäumen aufgetreten sind. Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Elektrodenform auf 65 bis 150° C, wie an sich bekannt, vorerhitzt, in der erhitzten Form die beiden aufeinander-

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gelegten Schichten zusammenpreßt, dann die Form mit dem hochfrequenten Strom beschickt und die Schichten miteinander verschweißt und dann das über die Form überstehende Material von dem Randschweißsaum abreißt. Überraschenderweise ist es bei der Verwendung einer vorerhitzten Elektrodenform möglich, einen echten Reißsaum durch die Wärmeverschmelzung zu erhalten. Das Abfallmaterial kann daher bei den erfindungsgemäß hergestellten Ein-

element5 im Kopf 4 wird getrennt von der Elektronen- oder Hochfrequenzvorrichtung der Presse mit Energie versorgt.

Die Presse weist außerdem eine Grundplatte oder negative Elektrode 8 auf, auf die das durch Wärme zu verschmelzende Material gelegt wird. Obgleich das Verfahren gemäß der Erfindung auch durchgeführt werden kann, indem man die untere Schicht des herzustellenden Gegenstandes unmittelbar auf

legesohlen u. dgl. genauso wie bei den aus Vinylharz- io die unbedeckte metallische Grundplatte 8 legt, hat schäumen hergestellten Materialien einfach abgerissen es sich in der Regel als zweckmäßiger erwiesen, zur werden. Verlängerung der Haltbarkeit der Form 1, 2 einen

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist es »Puffer« zu verwenden. Falls ein solcher Puffer erdaher möglich, Polyurethanschäume, die ein größeres forderlich ist, so kann dieser aus einer Folie 9 aus Isolierungsvermögen besitzen und billiger sind als 15 einem phenolischen oder einem anderen äielektri-Vinylharzschäume, in der gleichen billigen Weise sehen Isoliermaterial bestehen. Da erfindungsgemäß zu verwenden wie früher die Vinylharzschäume. jedoch eine Schicht aus Polyurethanschaum mitver-

Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Er- wendet wird und dieser Schaum leicht an einer phefindung, und zwar zeigt nolischen Oberfläche klebt, wird vorzugsweise eine

F i g. 1 die Unteransicht einer Form zur Verwen- 20 dünnere Folie 10 auf die Pufferfolie 9 gelegt; diese dung in einer elektronischen Wärmeverschmelzungs- dünnere Folie 10 kann aus einem Kunststoff, z. B. presse bei der Durchführung des Verfahrens gemäß einem Tetrafluoräthylenpolymerisat oder einem der Erfindung, Fluorkohlenstoffharz, bestehten, an dem der PoIy-

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Form gemäß urethanschaum weder vor noch nach der Wärme-F i g. 1 während der Durchführung des Verfahrens 35 verschmelzung haftet.

gemäß der Erfindung, In F i g. 3 und insbesondere F i g. 4 ist gezeigt, daß

F i g. 3 einen Teilquerschnitt durch die Form der die Form 2 vorzugsweise als endloses Band vorliegt. Fig. 1 und 2, aus dem sich die Herstellung eines Außerdem ist die Form vorzugsweise so ausgebildet, Gegenstandes gemäß der Erfindung erkennen läßt, daß sie eine gerade innere Wand 11, eine gerade

F i g. 4 einen vergrößerten Teilquerschnitt der 30 äußere Wand 12, eine praktisch flache und schmale eigentlichen Form, Arbeitskante 13, die schmaler als die Wanddicke ist,

F i g. 5 eine Teilansicht des fertigen Gegenstandes, und an der Innenseite eine Abschrägung 14 aufweist, aus der sich die Abtrennung des Abfalles vom fertigen die von der inneren Kante der Arbeitsfläche 13 zur Gegenstand erkennen läßt, Wand 11 verläuft. Diese Form hat sich als besonders

Fig. 6 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 35 geeignet für das Verfahren gemäß der Erfindung

VI-VI der Fig. 5 und

F i g. 7 die Draufsicht auf einen anders geformten, erfindungsgemäß hergestellten Gegenstand.

Obgleich erfindungsgemäß entweder mehr als zwei

erwiesen. So wird z. B. bei Verarbeitung einer Schaumschicht von etwa 4 bis 5 mm Dicke eine Form verwendet, deren Wandstärke etwa 1,2 mm beträgt, wobei die Dicke der Arbeitsfläche 13 etwa

Schaumschichten oder mehr als zwei Filmschichten 40 fünf Achtel der Wandstärke ist. Der Winkel der Abverarbeitet werden können und diese Schichten mit schrägung 14 ist nicht entscheidend und kann z. B. je einer oder mehreren der anderen Schichten durch etwa 45° betragen. Wärme verschmolzen werden können, wird im nachfolgenden der Einfachheit halber ein Fußpolster be-

Bei der Herstellung der in Fig. 5 und 6 dargestellten Einlegesohle 15 wird eine folienartige PoIy-

schrieben, das aus nur einer Schaumschicht und 45 urethanschaumschicht 16 unmittelbar auf die unbe

deckte Grundplatte 8 oder gegebenenfalls auf eine Pufferschicht 10 gelegt. Die Schaumschicht wird dann mit einer Folie 17 aus thermoplastischem Material, z. B. einem selbsttragenden Vinylharzfilm, bedeckt. Bevor oder nachdem die Schaumstoffschicht 16 und Folie 17 in Arbeitsstellung gebracht worden sind, wird die Temperatur der Form 2 durch die Heizvorrichtung 5 erhöht. Diese anfängliche Erhöhung der Temperatur der Form spielt eine wesent-

einer Filmschicht besteht.

Die in F i g. 1 bis 6 gezeigte Ausführangsform der Erfindung ist eine Einlegesohle, die z. B. in einen beliebigen Schuh oder einen Hausschuh eingelegt und nicht in diesem befestigt wird.

Zur Herstellung dieses Gegenstandes wird eine Form verwendet, die aus einer metallischen Grundplatte 1 aus einem leitenden Material besteht, auf der eine vorzugsweise aus Messing oder einem ähnlich

stark leitfähigen Material bestehende Form 2 aufge- 55 liehe Rolle bei der Durchführung des Verfahrens bracht ist. Die Form 2 wird auf geeignete Weise mit gemäß der Erfindung; die Temperatur der Form 2 der Grundplatte 1 verbunden. Diese Form wird in kann mit der Dicke der Schaumschicht 16 variieren, einer bekannten elektronischen Wärmeverschmel- So liefert z. B. bei Verarbeitung einer Schaumschicht zungspresse verwendet. mit einer Dicke von etwa 4 bis 5 mm eine Tempe-

Die Presse ist schematisch in Fig. 2 dargestellt; 60 ratur von etwa 120° C zufriedenstellende Ergebnisse, sie besteht aus einem vertikal hin- und herbeweg- Der Stempel 3 wird nun gesenkt und drückt die

liehen Stempel 3, der in irgendeiner geeigneten Weise Form 2 in der in F i g. 3 gezeigten Stellung auf die "betrieben wird und an seinem unteren Ende einen übereinandergelegten Folien 16 und 17. Sobald die Kopf 4 aufweist, an welchem die Form 1,2 abnehm- Arbeitsfläche 13 der Form mit der oberen Folie 17 l)ar befestigt wird. In dem gezeigten Fall ist der 65 in Berührung kommt, wird die elektronische VorKopf 4 mit einem inneren elektrischen Heizelement 5 richtung der Presse durch niedrige Radiofrequenz versehen, das durch Drähte 6 und 7 mit irgendeinem mit Energie versorgt. Dadurch wird eine zufriedengeeigneten Auslaß verbunden sein kann. Das Heiz- stellende Wärmeverschmelzungsnaht 18 erhalten.

Da die Form 2 die Umrisse des herzustellenden Gegenstandes besitzt, wird entlang der Kante des Gegenstandes bzw. der dargestellten Einlegesohle 15 eine kontinuierliche Wärmeverschmelzungsnaht erzeugt. Die dargestellte Einlegesohle 15 ist für den linken Fuß bestimmt, und es ist offensichtlich, daß zur Herstellung einer Einlegesohle für den rechten Fuß eine seitenverkehrte Form verwendet werden muß.

Die Form dringt nicht vollständig durch beide Folien 16 und 17 hindurch, sondern verschmilzt die beiden Folien an der Näht 18; wie bei 19 in Fig. 5 und 6 gezeigt, kann das Abfallmaterial entlang dieser Naht, die als Trennsaum wirkt, einfach von dem fertigen Gegenstand abgetrennt werden. Nach Entfernung des Abfallmaterials ist die Wärmeverschmelzungsnaht entlang der äußeren Kante des Gegenstandes eine feine, glatte und genau umrissene Naht, und die Randteile der beiden Schichten treffen sich bogenförmig in dieser dünnen Naht. Es wird weiterhin bemerkt, daß die obere Schicht mit der unteren Schicht vorzugsweise nur durch die Wärmeverschmelzungsnaht verbunden ist, so daß die beiden Schichten, wie aus dem vergrößerten Zwischenraum 20 in F i g. 6 ersichtlich, frei gegeneinander beweglich sind.

Der genaue Grund dafür, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Wärmeverschmelzungsnaht zwischen einem Polyurethanschaum und einem thermoplastischen Film, z. B. einem nicht verstärkten Vinylharzfilm, führt, entlang welcher das Abfallmaterial leicht vom fertigen Gegenstand getrennt werden kann, ist noch nicht bekannt; es wird jedoch angenommen, daß die durch die Heizvorrichtung 5 in der Form 2 erzeugte Wärme ein gewisses Schmelzen der Schichten 16 und 17 verursacht und daß durch die Anwendung eines niedrigen Radiofrequenzstromes mittels der elektronischen Vorrichtung der Presse eine ausreichende Verschmelzung der geschmolzenen Teile der Schichten erzeugt und eine gute Verbindung, insbesondere an der Unterseite der Wärmeverschmelzungsnaht erhalten wird.

F i g. 7 zeigt ein anders geformtes Fußpolster; daraus geht hervor, daß das Verfahren gemäß der Erfindung in bezug auf Form und Größe des herzustellenden Gegenstandes beliebig variiert werden kann. In diesem Fall besitzt die Fußstütze die Form eines mit einer öffnung versehenen Polsters, das aus einem oberen thermoplastischen Film 21, einer inneren Polyurethanschaumschicht 22 und einer unteren thermoplastischen Schicht 23 besteht, wobei alle drei Schichten mittels einer Wärmeverschmelzungsnaht 24 an den äußeren Kanten und einer Wärmeverschmelzungsnaht 25 entlang der inneren Öffnung miteinander verbunden sind. Beide Wärmeverschmelzungsnähte können, wie oben beschrieben, hergestellt werden, und zwar entweder gleichzeitig oder in getrennten Arbeitsstufen.

Die Erfindung liefert somit ein wirksames Verfahren zur Wärmeverschmelzung von Polyurethanschäumen mit thermoplastischen Filmen, durch welches außerordentlich haltbare Fußpolster aus Polyurethanschäumen hergestellt werden können. Das Verfahren ist äußerst wirtschaftlich, und das erhaltene Produkt kann einfach und billig hergestellt werden und ist ebenfalls, auf Grund seiner guten Haltbarkeit, sehr wirtschaftlich.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von Einlegesohlen, Fußpolstern und anderen zur Einlage in Schuhen dienenden Artikeln aus mindestens einer Schicht eines thermoplastischen, flexiblen Polyurethanschaumstoffes und mindestens einer Schicht eines thermoplastischen Films aus Vinylverbindungen durch Wärmeverschweißung mittels einer mit hochfrequentem Strom beaufschlagten Elektrodenform, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elektrodenform auf 65 bis 150°, wie an sich bekannt, vorerhitzt, in der erhitzten Form die beiden aufeinandergelegten Schichten zusammenpreßt, dann die Form mit dem hochfrequenten Strom beschickt und die Schichten miteinander verschweißt und dann das über die Form überstehende Material von dem Randschweißsaum abreißt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 845 564, 944 285;
französische Patentschriften Nr. 1134 074,
1146719.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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