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Dr. William M. Scholl 211-213 West Schiller Street Chicago, 111./USA
Fußpolster
Die vorliegende Erfindung betrifft mehrschichtige Fußpolster aus thermoplastischen
Materialien.
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Es ist bekannt, Fußpolster aller Art, Einlegesohlen, Badematten, Kissen
aller Art etc. durch Wärmeverschmelzung von thermoplastischen Materialien herzustellen,
und die so hergestellten Gegenstände besitzen gegenüber den in anderer Weise (z.
B. Vernähen, Verkleben) hergestellten Gegenständen zahlreiche Vorteile.
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Diese Gegenstände müssen zur wirtschaftlichen Herstellung so herstellbar
sein, daß der diese Gegenstände begrenzende Saum, das heißt die Wärmeverschmelzungsnaht,
einerseits die verschiedenen Schichten, aus denen der Gegenstand hergestellt
ist,
zusammenhält und-bindet und andererseits auch eine Reißnaht darstellt, die es ermöglicht,
daß Abfallmaterial einfach abzureißen, wobei dann eine weiche, feine Kante zurückbleibt.
Als thermoplastische Schichten wurden dabei fast immer Vinylfolien und Schaumstoffe
aus Vinylharzen verwendet.
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Es wurde nun gefunden, daß anstelle von Schaumstoffen aus Vinylharzen
Polyurethanschäume, die auch als Isocyanatschäume bezeichnet werden können, verwendet
werden können. Da die Polyurethanschäume eine wesentlich bessere Isolierfähigkeit
besitzen als die Schäume aus Vinylharzen und außerdem wesentlich billiger sind,
wird durch die Verwendung von Polyurethanschäumen ein großer Vorteil erzielt. Die
beiliegende Zeichnung dient zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung, und zwar
zeigt : Fig. 1 die Unteransicht einer Form, die zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Gegenstandes in einer elektronischen Wärmeverschmelzpresse verwendet werden kann,
Fig. 2 einen Teilquerschnitt, aus welchem sich die Anwendung der Form gemäß Fig.
1 ersehen läßt.
Fig. 3 einen Teilquerschnitt, der die Fertigstellung
eines Gegenstandes unter Verwendung der Formen gemäß Fig. 1 und 2 darstellt, Fig.
4 einen stark vergrößerten Teilquerschnitt durch die eigentliche Form, Fig. 5 eine
Draufsicht auf einen fertigen Gegenstand, aus dem sich die Abtrennung des Abfallmaterials
von dem fertigen Gegenstand ersehen läßt, Fig. 6 einen Teilquerschnitt entlang der
Linie VI-VI der Fig. 5, und Fig. 7 eine Draufsicht auf einen anderen erfindungsgemäßen
Gegenstand zur Erläuterung, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Gegenstände
jeder beliebigen Größe und Form hergestellt werden können. Um die vorliegende Erfindung
besser verständlich zu machen,
| wird nachstehend das Verfahren zur Wärmeverschmelzung von |
| Polyurethanschaumstoffen mit einer Kunststoff-Folie näher |
| auch |
| beschrieben. Dieses Verfahren kann jedoch/aus der ebea |
| erwähnter USA-Patentschrift Ser. No. 785 512 = Anmeldung |
| Sch 27 228 X/39 a entnommen werden. |
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Obgleich die vorliegende Erfindung auch bei mehr als zwei ganzen oder
Teilschichten bzw. Folien aus Schaumstoff oder Kunststoff angewendet werden kann,
wobei jede dieser Schichten mit einer oder mehreren der anderen Schichten elektronisch
verschmolzen werden kann, wird sie in der vorliegenden Beschreibung der Einfachheit
halber anhand des in Fig. 1 bis 6 dargestellten Fußpolsters erläutert, welches nur
aus einer Schaumstoffschicht und einer Kunststoff-Folie besteht.
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Bei dem in Fig. 1 bis 6 dargestellten Gegenstand handelt es sich um
ein Fußpolster in Form einer Einlegesohle, die frei in einen Pantoffel oder Schuh
eingelegt werden kann.
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Zur Herstellung dieses Gegenstandes wird eine Form verwendet, die
aus einer elektrisch leitfähigen metallischen Grundplatte 1 besteht, die ein Formelement
2 aus Messing oder einem ähnlich leitfähigen Material trägt. Das Formelement 2 kann
auf jede beliebige Weise mit der Grundplatte 1 verbunden werden. Diese Form wird
in einer bekannten elektronischen Wärmeverschmelzungspresse verwendet.
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Diese Presse ist in Fig. 2 schematisch dargestellt ; sie besteht aus
einem vertikal beweglichen Stempel 3, der durch eine geeignete Vorrichtung betätigt
wird und an seinem unteren Ende einen Kopf 4 trägt, an welchem die Form 1-2 in geeigneter
Weise
abnehmbar befestigt wird. Bei der dargestellten Presse ist der Stempelkopf 4 in
seinem Inneren mit einer elektrischen Heizvorrichtung 5 versehen, die durch die
Drähte 6 und 7 mit einer Stromquelle verbunden wird. Die Energieversorgung der Heizvorrichtung
in dem Stempelkopf 4 erfolgt getrennt von der Energieversorgung der in der Presse
vorgesehenen elektronischen oder Hochfrequenz-Vorrichtung.
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Weiterhin umfaßt die Presse eine Grundplatte oder negative Elektrode
8, auf die das durch Wärmeverschmelzung zu verbindende Material gelegt wird. Obgleich
die vorliegende Erfindung auch durchgeführt werden kann, indem man die untere Schicht
des herzustellenden Gegenstandes unmittelbar auf die nackte Metallgrundplatte 8
auflegt, ist in vielen Fällen die Verwendung eines Puffers vorzuziehen, um die Haltbarkeit
der Form 1-2 zu verbessern. Als Puffer kann eine Schicht 9 auf einem phenolischen
oder einem anderen dielektrischen, isolierenden Material verwendet werden. Da bei
der vorliegenden Erfindung eine Polyurethanschaumstoff-Schicht verwendet wird und
dieser Schaumstoff häufig an einer phenolischen Oberfläche kleben bleibt, wird vorzugsweise
eine dünnere Folie 10 auf die Pufferschicht 9 aufgelegt ; diese Folie kann aus Kunststoff,
wie z. B. einem Tetrafluoräthylenpolymerisat oder einem Fluorkohlenstoff-Harz bestehen,
an welchem der Polyurethanschaumstoff weder vor noch nach Durchführung der Wärmeverschmelzung
haftet.
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Aus den Fig. 3 und 4, insbesondere Fig. 4, ist ersichtlich, daß das
Formelement 2 vorzugsweise die Form eines endlosen Bandes auf einem Streifenmaterial
besitzt. Weiterhin ist dieses Element vorzugsweise so geformt, daß es eine gerade
Innenwand 11, eine gerade Außenwand 12, eine praktisch flache und schmale Arbeitskante
13, die schmäler als die Wanddicke ist, und eine Schrägung 14, die von der inneren
Kante der Arbeitsfläche 13 zur Wand 11 verläuft, aufweist. Diese Form hat sich als
für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet erwiesen.
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Es hat sich z. B. gezeigt, æß eine zufriedenstellende Wandstärke der
Form bei Verarbeitung einer etwa 4,8 mm dicken Schaumstoffschicht bei etwa 1,25
mm liegt und daß die Arbeitsfläche 13 etwa 5/8 dieser Wandstärke betragen kann.
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Der Winkel der Abschrägung 14 ist nicht entscheidend und
| 0 |
| liegt zweckmäßigerweise bei etwa 45. |
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Zur Herstellung der in Fig. 5 und 6 dargestellten Einlegesohle 15
wird eine Polyurethanschaumstoffschicht 16 unmittebar auf die nackte Grundplatte
8 oder gegebenenfalls die Pufferschicht 10 gelegt, z. B. ein unverstärkter Vinylfilm.
Vor oder nach Auflegen der Schichten 16 und 17 wird die Temperatur des Formelementes
2 mittels der Heizvorrichtung 5 erhöht.
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Dieses anfängliche Erhöhen der Temperatur des Formelementes ist ein
wesentlicher Faktor der vorliegenden Erfindung, und
die Temperatur
des Formelementes kann in Abhängigkeit von der Dicke der Schaumstoffschicht 16 variieren.
So wurde z. B. festgestellt, daß bei Verarbeitung einer etwa 4,8 mm dicken Schaumstoffschicht
eine Temperatur des Formelementes von etwa 1200 durchaus ausreichend ist.
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Dann wird der Stempel 3 nach unten gepreßt, wodurch das Formelement
2 auf die in Fig. 3 dargestellte Weise in Berührung mit den übereinanderliegenden
Schichten 16 und 17 gebracht wird. Sobald die Arbeitskante 13 des Formelementes
die obere Schicht 17 berührt, wird die Elektronenvorrichtung der Presse mit niedriger
Radiofrequenz versorgt. Dies führt zur Bildung einer zufriedenstellenden Wärmeverschmelzungsnaht
18. Da das Formelement 2 den Umriß des herzustellenden Gegenstandes besitzt, entsteht
an der Außenkante des Gegenstandes bzw. der in den Zeichnungen dargestellten Einlegesohle
15 eine kontinuierliche Wärmeschmelznaht. Die hergestellte Einlegesohle 15 ist für
den linken Fuß bestimmt, und es ist selbstverständlich, daß zur Herstellung einer
Einlegesohle für den rechten Fuß eine spiegelbildliche Form verwendet werden muß.
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Die Form dringt nicht vollständig durch die beiden Schichten 16 und
17 hindurch, sondern verschmilzt diese Schichten entlang der Naht 18 ; diese Naht
dient außerdem als Reißnaht, entlang welcher das den fertigen Gegenstand umgebende
Abfallmaterial
19-wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich-leicht abgetrennt
werden kann. Die Zeichnung läßt erkennen, fuß nach Entfernen des Abfalls von dem
fertigen Gegenstand, an der Außenkante des Gegenstandes eine feine, glatte und genau
umrissene Naht entsteht und sich die Ränder beider Folien nach dieser schmalen Naht
zu neigen. Außerdem kann aus dem in Fig. 6 vergrößert dargestellten Zwischenraum
20 ersehen werden, daß die Schichten lediglich an der Wärmeschmelznaht miteinander
verbunden sind.
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Es ist bis jetzt noch nicht genau bekannt, weshalb das oben beschriebene
Verfahren zur Bildung der gewünschten Wärmeschmelznaht und Reißnaht von Polyurethanschaumstoff
mit einer thermoplastischen Folie, wie z. B. einem unverstärkten Vinylfilm, führt
; es wird jedoch angenommen, daß die durch die Heizvorrichtung 5 in dem Formelement
2 erzeugte Wärme ein gewisses Schmelzen der Schichten 16 und 17 verursacht, und
daß die Anwendung eines niedrigen Radiofrequenzstroms durch die Elektronenvorrichtung
in der Presse eine ausreichende Verbindung der geschmolzenen Teile der Schichten
bewirkt und somit-insbesondere an der Unterseite der Wärmeschmelznaht-eine gute
Naht liefert. Zur Erläuterung, daß mittels der vorliegenden Erfindung Gegenstände
beliebiger Größe und Form hergestellt werden können, zeigt die Fig. 7 ein anderes
geformtes Fußpolster.
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Der dargestellte Fußkorrekturbehelf ist ein mit einer Öffnung versehenes
Fußpolster aus einer oberen thermoplastischen Folie 21, einer mittleren Polyurethanschaumstoff-Schicht
22 und einer unteren thermoplastischen Folie 23, wobei alle drei Schichten entlang
der Außenkante 24 und entlang der Öffnung 25 durch Wärme miteinander verschmolzen
wurden. Beide Wärmeverschmelzungsnähte wurden mittels des oben beschriebenen Verfahrens
entweder in einem oder in zwei getrennten Arbeitsgängen hergestellt. Es ist für
den Fachmann selbstverständlich, daß mittels der vorliegenden Erfindung Gegenstände
jeder beliebigen Form und Größe hergestellt werden können.
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Die vorliegende Erfindung liefert somit ein außerordentlich haltbares
Fußpolster bzw. ein Fußkorrekturbehelf aus einem elektronisch mit einer Kunststoff-Folie
verschmolzenen Polyurethanschaumstoff, loches alle obengenannten Vorteile besitzt
und sowohl in der Herstellung als auch in der An-
| wendung sehr wirtschaftlich ist. |